NakladnikNIP KOLSKE NOVINE d.d.Zagreb, A. Hebranga 40Za nakladnikaIvan VAVRAUrednikIvan RODIRecenzentiProf, emeritus dr. sc. Tugomir URINA, dipl. ing.Jaka NOVAKOVI. dipl. ing.Kompjutorska obrada slikaGojko NIKOLIGrafika pripremaGrafiki studio kolskih novinaTisakVIATONI d.o.o. - BjelovarZa uporabu u koli odobrilo Ministarstvo kulture i prosvjete Republike Hrvatskerjeenjem br.: klasa: 602-09/94-01-12, ur. broj: 532-02-2/5-94-01, od 29. lipnja1994. godine, i uz suglasnost Ministarstva znanosti, obrazovanja i portaRepublike Hrvatske za esto, dopunjeno izdanje rjeenjem br.: klasa: 602-09/08-03/00002, ur. broj: 533-12-OS-0002, Zagreb 2008.CIP zapis dostupan u raunalnom katalogu Nacionalne i sveuiline knjinice uZagrebu pod brojem 671308.ISBN 978-953-160-223-5 (cjelina)ISBN 978-953-160-224-2 (dio 1.)Copyright autor i kolske novine d.d.Zabranjeno je-svako presnimavanje, kopiranje ili bilo koji oblik reprodukcije cijelog tekstaili nekih njegovih dijelova.GOJKO NIKOLIPNEUMATIKA I HIDRAULIKAI. dioPNEUMATIKAesto, dopunjeno izdanje skolsKeflflSMSfZagreb, 2008.

I. PREDGOVORKnjiga Pneumatika namijenjena je uenicima srednjih tehnikih, industrijskih i obrtnikih kola koje u svom programu obrauju predmete Pneumatika ili Pneumatika i hidraulika.Knjiga je temeljni udbenik iz pneumatike i elektropneumatike i potpuno je usklaena sa kolskim programom kao i s vaeim normama iz ovog podruja. Predoeni su i simboli koji su neophodni radi projektiranja i itanja shema. Gradivo se veim dijelom daje kroz primjere koji govore vie od bilo kojeg teksta. Niz primjera za vjebu s rjeenjima pripomoi e osamostaljivanju uenika u izradi shema i rjeavanju zadanih problema.Prvi dio knjige obrauje osnove teorije termodinamike i strujanja. Gradivo je dano iskljuivo u enciklopedijskom obliku, radi ponavljanja osnovnih zakona iz tog podruja. Namjena knjige nije obraivanje podruja termodinamike, ali kako neke kole nemaju ili imaju vrlo slabo obraeno to podruje u nastavi, uenik e dobiti uvid u to podruje.Na nekoliko mjesta rabi se integralni raun koji nije ukljuen u gradivo matematike nekih kola, ali ovdje ga treba shvatiti vie kao pojam, a ne kao matematiki operator s kojim e trebati obaviti proraun.Presjeci pneumatskih i elektrinih elemenata prikazani su pojednostavljeno radi jasnijega razumijevanja njihova rada. Zbog toga esto odstupaju od pravila tehnikog crtanja.Nadam se da e ova knjiga pomoi nastavnicima i uenicima u svladavanju gradiva koje je temelj automatizaciji gotovo u svakom podruju tehnike. Posebno radi toga to je ovo noviji nastavni predmet uveden polovicom devedesetih godina u nastavne programe i to je ovo prvi kolski udbenik za laj predmet.Kao nadopuna ovom udbeniku uenici mogu rabiti Radnu biljenicu za vjebe, a nastavnici Metodiko didaktiki prirunik za taj nastavni predmet, istoga autora.Ugodna mije dunost najiskrenije zahvaliti recenzentima od kojih sam dobio vrlo korisne savjete i pomo, te kolegama i prijateljima koji su mi pomogli u kompjutorskoj obradi slika i teksta kod prvog izdanja udbenika.Ovom prigodom zahvaljujem i tvrtki Feto d.o.o. koja mi je omoguila uporabu svojih materijala za seminare iz ovog podruja.AutorII. POPIS UPOTRIJEBLJENIH OZNAKA I FIZIKALNIH VELIINAAm2povrina

bodnos neiskoritenog volumena prema ukupnom volumenu cilindra

BTgustoa magnetskog polja

cpJ/kgKspecifina toplina kod konstantnog tlaka

c\J/kgKspecifina toplina kod konstantnog volumena

cFkapacitivnost kondenzatora

dmunutarnji promjer cijevi

dcmrazmak ploa kondenzatora

d,mpromjer klipnjae

Dmvanjski promjer cijevi

DCmpromjer cilindra (klipa)

EJenergija

ffaktor otpora strujanja zbog trenja

FNsila

FtNsila trenja

FoNsila opruge

Om/s2gravitacija

G .mkkgmasa klipnjae

GpNteina predmeta

Gmpkgmasa predmeta

GVg/hmasa izluenoga kondenzata (vode)

\mhod klipa

IAjakost elektrine struje

1mduina

mkgmasa

Mkg/kmolmolekulska masa

nmin'1broj okretaja

PPatlak

PoPaukupni tlak kod odreene temperature

PapsPaapsolutni tlak

Dr atmPaatmosferski tlak

PdPadonja vrijednost tlaka u spremniku

PdoPatlak dobave

PPagornja vrijednost tlaka u spremniku

PkPakritini tlak

PpPastvarni parcijalni tlak za vodenu paru, za danu temperaturu

prPamogui parcijalni tlak za vodenu paru, za danu temperaturu

PpoPapodtlak

PprPapredtlak

PrPareducirani tlak

PsPatlak smjese

ApParazlika tlakova

APcPapad tlaka u ravnoj cijevi

ApmPapad tlaka zbog cijevnih elemenata

pWsnaga

R ,J/kmol Kplinska konstanta

RJ/kmol Kuniverzalna plinska konstanta

ReReynoldsov broj

Re.krkritini Reynoldsov broj

RsQelektrini otpor

qJkoliina topline

%m3 /svolumenski protok

q,kg/smaseni protok

QcCnaboj kondenzatora

Qkm3 /minkapacitet dobave kompresora

tCtemperatura

TKapsolutna temperatura

TkKkritina temperatura

UVelektrini napon

Vm3 /kg m3/kmolspecifini volumen

Vmmolni specifini volumen

Vm3volumen

Vpom3volumen potronje

Vsm3volumen smjese

Vspm3volumen spremnika

wm/sbrzina

w.krm/skritina brzina strujanja

Wsrm/ssrednja brzina strujanja

Wm/sbrzina vodia

WJrad

w[Jizotermni rad

zbroj vodia

Zfaktor stlaivosti

#

#

#1.0. OSNOVNA SVOJSTVA I ZAKONI ZA PLINOVE1.1. Stoje zrak?Prije nego li se stvrdnula Zemljina kora, na planet okruivao je vodik. Njegovo je stvaranje prestalo hlaenjem Zemlje i stvrdnjavanjem kore. Dio vodika napustio je Zemlju i otiao u svemir, a plinovi kao amonijak ili pak vodena para, djelovanjem fotosinteze razgraivali su se na sastavne elemente: kisik, duik i vodik. Tako je zapoelo stvaranje atmosfere.Neposredno nas okruuje sloj debljine oko 11 km nazvan troposfera".Na njegovim krajnjim rubovima temperatura zraka iznosi i do 188 K (-85C). U tom sloju zbiva se sve to zamjeujemo od meteorolokih promjena (oblaci, oborine, vjetrovi i dr.). Slijede slojevi stratosfera i "mezosfera. Nakon njih u podruju "termosfere (80 - 600 km) nalazi se elektrini vodljiv sloj nazvan "ionosfera" (otkrili su ga Heaviside i Kennelly 1901.). Postojanje tog sloja omoguuje odravanje radiokomunikacija na veim udaljenostima, budui da se radio valovi od njega odbijaju i usmjeravaju prema Zemlji. Iznad "termosfere postoji sloj nazvan egzosfera u kojem atomi i molekule, zbog male gravitacijske sile, ve i s neznatnim brzinama, mogu krenuti u meuplanetarni prostor.Na udaljenosti veoj od 1000 km podruje je pojaanog kozmikog zraenja koje kao prsten okruuje Zemlju. Unutarnji prsten sastoji se od protona, a vanjski od elektrona i nalazi se na udaljenosti od 10.000 do 20.000 km. Nazvani su Van Allenovim prstenima radijacije po znanstveniku koji ih je otkrio.

Najznaajniji sastojci u zrakuPlinVolumenskiMaseniDuik78.90%75.510%Kisik20.95%23.150%Argon0.93%1.280%Ugljini dioksid0.03%0.046%Ostali plinOv" 1r'!_r>n L'.f. m'von Vintnn ^7r>r)|ksenon, radon i drugi nalaze se samo u tragovima. |Ukupna masa zraka naeg planeta iznosi oko 15.17 x IO17 kg, to je manje od milijuntog dijela mase nae Zemlje. Zrak doivljavamo kao bezbojan, proziran, bez mirisa i neopipljiv. Onpojedinanih plinova.

Takav sastav je skoro konstantan od morske razine pa do 20 km visine.Za ivot ovjeka vana su samo prva dva sastojka: kisik i duik. Kisik je neophodan za procese metabolizma. On omoguava pretvorbu hidrokarbo- nata, proteina i masti u toplinu i energiju. Svaki ovjek konzumira teinski istu koliinu kisika koliko i hrane. Duik, iako inertni plin, osigurava pravilno funkcioniranje respiratornih organa.Zrak djeluje na stvaranje povoljnih toplinskih prilika, svojom cirkulacijom smanjuje suprotnosti izmeu ugrijanih i hladnih krajeva, uvjetuje difuzno danje svjetlo, omoguuje irenje zvuka, letenje itd.U zraku se osim mjeavine razliitih plinova nalaze i krute estice, kao to je praina, pijesak, pepeo, kristali soli, kao i organske estice, pelud i mikrobi. Mjerenja su pokazala da u zraku velikih gradova zna biti oko 500 000 estica na lm3. Tih estica uglavnom nema u zraku na visokim planinama. Zrak se oneiuje i iz svemira. Na cijelu Zemlju godinje padne oko 14 milijuna tona svemirske praine.Najznaajnije fizikalne konstante zraka su:Molekulska teina28,96 kg/kmol

Gustoa zraka kod 288 K (15C)1,21 kg/m3

Toka kljuanja kod 10: kPa (1 bar)78.8 K (-194,4C)

Toka smrzavanja kod 102 kPa (1 bar)57-61 K (-212,2 do -216,2C)

Plinska konstanta286,9 J/(kg-K)

Kritini tlak (apsolutni)37.7-10:kPa (37,7 bara)

Kritina temperatura132,5 K(-140,7C)

Teorijske osnove

m

Reciprona vrijednost gustoe je specifini volumen:

mnfh_Odnosno, moe se pisati dajep v = 1TemperaturaTemperatura se po meunarodnoj skali mjeri u t = C kod normalnog tlaka od 10: kPa. Kod tehnikih prorauna uzima se kao polazite temperatura apsolutne nule, na kojoj prestaje kretanje molekula. Takvo stanje dogaa se na temperaturi -273,16 C. Mjerenja se vre od te polazine toke i oznauju jedinicama K (prema engl. matematiaru i fiziaru NVilliamu Thomsonu Kelvinu, 1824.- 1937.). Kako su stupnjevi prema Celsiusu jednaki jedinicama K, to se preraunavanje u apsolutnu temperaturu izvodi jednostavno:T = 273 + f [K]Pretvorba C u K-273i-50I050100 c

1012232733231 >373 K

Zakoni za plinoveOvi zakoni vrijede za idealne plinove ili njihove mjeavine.BOYLE - MARIOTTEOV zakon (Robert Boyle, engleski kemiar i fiziar 1627.-1691., Edme Mariotte francuski fiziar 1620. - 1684.).Volumen plina, kod stalne temperature, obratno je proporcionalan tlaku.T = konstantnoV2P\ = ili p\ V) = p, V2 = konst.V,p2Odnosno openito: p V = konst.(Indeksi 1 i 2 oznauju razliita stanja plinova).CHARLESOV zakon (francuski fiziar Jacques Alexandre Charles, 1746.- 1823.). Cesto se naziva i Gay - Lussacovim zakonom.Volumen plina, kod stalnog tlaka, izravno je proporcionalan apsolutnim temperaturama.11 10v,_ ^

V, r,T\t2

p = konstantno-- konst.

Odnosno openito: = konst.AMONTONSOV zakon (francuski fiziar Guillaume Amontons, 1663. - 1705.).Tlak zraka kod konstantnog volumena proporcionalan je apsolutnoj temperaturi.V = konstantnoP2iliP\P2

P\T\T\T2

Odnosno openito:PT- konst.

DALTONOV zakon (engl. prirodoslovac John Dalton, 1766.-1844.). Ukupni tlak smjese plinova jednak je zbroju parcijalnih tlakova svakog plina. Parcijalni tlak je onaj koji bi imao svaki plin smjese da sam zauzima dani volumen.P, = P\ + P2 + Pt ++ PnAMAGATOV zakon (francuski fiziar Emile Amagat, 1841.-1915.). Volumen smjese plinova jednak je zbroju parcijalnih volumena koje bi imali pojedinani plinovi pod tlakom koji ima smjesa.vs = v, + v2 + v3 + .... + vn

#

#Svaka se materija sastoji od molekula, koje su u stalnom kretanju, ali ih zajedno dre molekulske sile. U vrstim tijelima molekule su sloene u reetke u kojima je vrlo jaka molekulska sila, to im daje otpornost i oblik. Molekulsko kretanje sastoji se uglavnom od oscilacija oko ravnotenog stanja. Kod tekuina molekule nisu zatvorene u reetke i kohezijske sile su slabije. Molekule se kreu i time se oblikuje karakteristika tekue faze iskazane u prilagoavanju stijenkama posude u kojoj se materija nalazi. Slobodna povrina zauzima horizontalni poloaj zbog djelovanja gravitacijske sile. Kod plinova molekule su meusobno udaljene, kreu se slobodno i molekulske sile nisu jake. Ukupni volumen molekula u plinu, neznatan je u odnosu na volumen plina. To znai da plin moe biti stlaen u mali dio svog poetnog volumena. Volumen plinova je gustoom rijedak prostor u kojem se molekule, gibajui se pravocrtno, meusobno sudaraju, a udaraju i u stijenke posude. Nakon sraza molekule mijenjaju smjer i opet se kreu do sljedeeg sraza. Njihovo kretanje je u obliku nepravilne cik-cak crte. Udaranje po zidovima stijenke posude u kojoj se plin nalazi predstavlja tlak plina. U zraku temperature 273 K (0C) i tlaka IO2 kPa (1 bar) na svaki etvorni centimetar povrine dogaa se 3x1 (F molekulskih udaraca u sekundi. Skup svih tih udaraca oituje se kao tlak zraka. U naznaenim uvjetima srednja brzina kretanja iznosi oko 500 m/s. Kako ih ima oko 27 x 1018 u kubnom centimetru i uz tu brzinu, prethodni podatak o broju srazova sa stijenkom nije iznenaujui. Iz ovoga se moe lako zamisliti da se smanjujui volumen plinu (uz konstantnu temperaturu) poveava koliina molekula u crn3, te se po\ea\a i koliina sraza molekula sa stijenkom posude u jedinici vremena. To se oituje kao porast tlaka u plinu. Dvostruko smanjeni volumen dvostruko poveava broj molekula u cm3, zbog ega se dvostruko poveava broj udaraca na stijenke posude, te i tlak poraste za dva puta. Stalno kretanje molekula posljedica je kinetike energije koju one imaju. Ta energija raste s temperaturom. To moe objasniti pojavu da rjei plin (manji broj molekula u cm3) s viom temperaturom moe ostvariti vei tlak nego gui plin nie temperature. Odnosno, prikazujui to srazovima molekula sa stijenkom, moe se rei da jai udarci manjeg broja molekula mogu ostvariti vei tlak nego li vei broj molekula slabijih udaraca. Odavde se dadu izvui neki osnovni odnosi izmeu tlaka, volumena i temperature, koji predstavljaju temeljne zakone za plinove.Stanje plinova izraava se sljedeim svojstvima:Paps = apsolutni tlak [Pa ]v ( p ) = specifini volumen (gustoa)[m3 /kg]

1.2. Osnovni zakoni za plinoveT = apsolutna temperatura [K]

14

34Tono stanje plina je poznato ako su poznata dva od ovih triju svojstava.[footnoteRef:2] Tlak [2: Kod zraka vana je i vlanost (p kao osobina stanja]

Tlak je sila izraena u N (prema engl. fiziaru, matematiaru i astronomu Isaacu Nevvtonu, 1642.-1727.) koja djeluje na 1 nv. Izraava se u jedinicama Pa (prema francuskom fiziaru, matematiaru i filozofu Blaisu Pascalu,1623.-1662.), te je 1 Pa = 1 N/m2.

Meusobni odnos tlakovaAp[N/m:]apsolutni tlak^- .. predtlak atmosferskitlaki podtlak T Mjerenje tlaka moe pokazati razliku izmeu izmjerene veliine i atmosferskog tlaka (odnosno tlaka okoline). Pozitivna razlika naziva se predtlak. a negativna podtlak ili vakuum.Kod prorauna obino se rabi tzv. apsolutni tlak, koji je zbroj vrijednosti atmosferskog (barometarskog - fizikalnog)tlaka i predtlaka odnosno podtlaka.Pal = Pam+PpriliPaps=Pa,m-PpoVrlo esto se u tehnici kod mjerenja rabi jedinica bar.1 bar = 1CP Pa = KP kPa = 0,1 MPa U praksi su u uporabi i sljedee jedinice:1 at = 1 atmosfera u tehnikom mjernom sustavu = 0,981 bara = 0,981 105 Pa 1 atm = 1 atmosfera u fizikalnom mjernom sustavu = 1,033 at = 1,01325 bara = = 1,0 1 325 1 05 PaSpecifini volumen i gustoa zrakaSvaka materija ima svoju masu i zauzima odreeni volumen u prostoru. Odnos tih dviju vrijednosti, odnosno koliko mase stane u jedinici volumena, odreuje gustou te materije.

Kritini uvjeti

Dijagram temperatura - entropija2 za zrakPostoji temperatura iznad koje se plin nee pretvoriti u tekuinu porastom tlaka, bez obzira na njegovu veliinu. Ta se toka zove kritina temperatura. Kritinim tlakom naziva se tlak potreban za kondenzaciju plina u kritinoj temperaturi.- Entropija ili veliina izraava nepovrativost razliitih procesa. Ona je mjerilo savrenosti preobrazbe topline u mehaniki rad.

1.3. Promjena stanja idealnih plinova

34

34Za prouavanje promjena stanja plinova, a time i zraka, potrebno je promatrati specijalne sluajeve kada su neki parametri konstantni.

[Tzobarski procesIzobaraTo je proces koji se izvodi kod stalnog tlaka. Za vrijeme promjene volumena iz stanja 1 u stanje 2 potrebno je dovoditi toplinu. Promjena temperature proporcionalna je promjeni specifinog volumena.

Koliina dovedene topline je:qi,2 = cp m (T, - T2) [J]gdje je ct - specifina toplina kod stalnog tlaka [J/kg K] m - masa [kg]T - temperatura [K]Izohoraloje proces kod stalnog volumena. Da bi porastao tlak iz stanja 1 u stanje 2, mora se dovoditi toplina. Promjena tlaka proporcionalna je promjeni temperature.J-L = -J-L v - konst.P\ TxKoliina dovedene topline iznosi: q 1,2 = cv m (T2 - T,)[J]stalnog volumena [J/kg K].

AVOGADROV zakon (talijanski fiziar Amadeo Avogadro, 1776.-1856.). Jednaki volumeni svili plinova kod istih uvjeta tlaka i temperature imaju isti broj molekula.POISSONOV zakon (francuski fiziar i matematiar Simeon-Denis Poisson, 1781.-1840.).Kod procesa bez izmjene topline s okolinom, odnos izmeu tlaka i volumena iznosi:jp cj>P\V\' = PiVigdje je Cp specifina toplina kod konstantnog tlaka, acv = specifina toplina kod konstantnog volumena.Specifina toplina je koliina topline koju treba dati ili oduzeti 1 kg zraka da bi se temperatura promijenila za 1 stupanj.Odnos c/c . priblino je stalan i oznauje se sa K (eksponent adijabate).Koeficijent adijabate iznosi zajednoatomne plinove k= 1,66dvoatomne plinoveK = 1,40 (zrak)troatomne plinove/c= 1,30Koeficijent adijabate k za zrak u ovisnosti o tlaku i temperaturi

Opi plinski zakonKombiniranjem Boylova i Charlesova zakona dobiva se odnos: = konst.TVrijednost konstante mijenja se u ovisnosti o vrsti plina. Da bi se dobila veza izmeu broja molekula i volumena plina, kod konstantne temperature i tlaka, rabi se Avogadrov zakon. Uvodi se referentna koliina plina i naziva MOL.1 mol je ona koliina bilo koje tvari, pa tako i plina, koji ima toliku masu koliko brojano iznosi njegova relativna molekulska masa. injenica da je volumen jednog mola na odreenoj temperaturi isti za sve plinove predstavlja vaan podatak, a posebno u sklopu Boylovog i Charlesovog zakona. Ako je vm volumen jednog mola na odreenoj (referentnoj) temperaturi i tlaku, tada vrijedi za jedan mol bilo kojeg plina: vm = Refgdje je univerzalna plinska konstanta R =8314 J/krnol K.Za praktine svrhe dobro je pretvoriti molni specifini volumen u uobiajene jedinice volumena. Moe se postaviti jednadba:p V - m R T

)(specifini volumen v = --mp v = RT

J_kgKgdje je R plinska konstanta = za zrak R = 287,1 [J/kg K]M = molekulska masa [kg/kmol] m - masa [kg] h pV-dijagrama vidi se da se za vrijeme kretanja klipa u desno, usisava zrak tlaka pr sve do dolaska u krajnji desni poloaj. Kada se klip vraa, usisni ventil je zatvoren, zrak u cilindru se stlauje do vrijednosti tlaka p, koji je jednak tlaku u tlanoj cijevi. Tlani ventil se otvara i stlaeni zrak se s tim (stalnim) tlakom istiskuje, dok klip ne doe u lijevi poloaj.Ako se u poetku pretpostavi da postoji vakuum na desnoj strani klipa, moe se izraunati sljedea koliina rada:W4A=Pl ' ViRadu kompresije treba dodati->W,.2=] P'dVRad potreban za potiskivanje zraka protiv tlaka zraka na ispustuW2.3 = -p2-V2Rad za promjenu tlakaW3-4 = 0Zbroj ova etiri rada naziva se tehniki rad procesa>Wi =1 p dV- p2 V2+pt- V,Ovaj rad jednak je povrini 1-2-3-4 i kao takav moe biti izraen integralom:

W, = - J V-dp [J]

Tehniki rad ostaje nepromijenjen ako se uzme daje s desne strane klipa tlak stalan, umjesto vakuuma, jer se radovi stalnog tlaka meusobno ponitavaju kod kretanja klipa udesno i nazad.Koliina rada ovisi o liniji kompresije 1-2.Za izotermnu kompresiju izraz za rad glasi:W = - 2,303 m R T. los ili '1 w P\W, = -2,303 m -p. -V, -loe [J] '11 w P\

W, = -Pi-Vin 1n -1[J]p 1Za politropsku kompresiju glasi:

T =T 1 2 1 1P1[K]Temperatura zraka na izlazu:Ako se eksponent n zamijeni s adijabatskim eksponentom, dobiva se adijabatska kompresija i izlazna temperatura.Iz jednadbi se moe vidjeti da zahtijevam rad stlacivunja ovisi samo o produktu p V = m R T, te o odnosu pjpr Stlaivanje 1 kg zraka od 293 K zahtijeva istu koliinu rada za porast tlaka sa IO5na IO6Pa, kao i sa 107na IO8 Pa, uz neznatna odstupanja kao posljedice laganih promjena specifine topline s promjenom tlaka.

IzotermaIzotermni proces

1.5. Vlanost zraka

22To je proces koji se izvodi kod stalne temperature. Kod stlaivanja plina iz stanja 1 u stanje 2 toplina se mora odvoditi kako bi temperatura ostala nepromijenjena. Promjena tlaka je reciprona promjeni specifinih volumena.

P2Vl- T = konst.P i v2Koliina topline koja je odvedena hlaenjem jednaka je radu kompresije.i V,Qi.2 =Pi V, m ln [J]

v2

q, 2 = R T, m ln [J]

Pi

gdje je: p = apsolutni tlak [Pa]v = specifini volumen [m/kg] m = masa [kg]Adijabata (izentropa)To je proces bez razmjene topline s okolinom. Proces je opisan Poissonovim zakonom.-a- = (*)' -.ii - -a.. (Jif< p\ Vvvp ' \TJOsnovna zakonitost adijabate dana je izrazom :

PolitropaU stvarnosti se svi procesi stlaivanja nalaze izmeu dviju prethodno opisanih krajnosti izoterme i adijabate. Taj realni proces naziva se politropski, a krivulja u dijagramu politropa.Zakon politrope glasi:p v" = konst.Davanjem eksponentu n odgovarajue vrijednosti politropa se svodi na prethodna etiri osnovna procesa.n = 0 izobaran - K adijabata

n = 1 izoterman = oo izohora

Tehniki proces rada stlaivanjaU klipnom kompresoru, pomakom klipa, zrak se usisava iz cijevi a, stlauje se i zatim izbacuje kroz cijev b.Usisni ventil otvara se kada u prostoru cilindra c padne tlak ispod onoga u usisnoj cijevi. Tlani ventil otvara se kada tlak u cilindru postane vei od tlaka u tlanoj cijevi.Suhi je zrak mjeavina, moe se rei, triju plinova: duika, kisika i argona. Meutim, u zraku koji nas okruuje stalno se nalazi vea ili manja koliina vodene pare. Po Daltonovu zakonu ukupni tlak smjese plinova jednak je zbroju parcijalnih tlakova svake pojedine komponente koji bi ona imala da sama zauzme promatrani volumen. Zbog elje da se promatra samo vodena para u zraku, moe se uzeti da se ta smjesa zraka sastoji samo od dviju komponenata: suhog zraka i vodene pare. Kada je u smjesi dostignuta temperaturna toka roenja, a to je toka u kojoj je taj volumen zasien tom komponentom, kod komponente vodene pare dolazi do izdvajanja kondenzata.Kod stlaivanja zraka u kompresoru koliina vlage u stlaenom zraku prije svega ovisit e o relativnoj vlanosti usisanog zraka. Izraz za relativnu vlanost glasi:

I (Pl1 iK)PlosnatakulisaRazvodniklip-(A), JlUlKulisni razvodnikTo je razvodnik s razvodnim klipom i plosnatom kulisom (razvodnom ploom). Razvodnik svojim pomakom pomie plosnatu kulisu koja klie po ravnoj plohi i naizmjenino prespaja radne vodove s odzraivanjem. Stlaeni zrak iz ulaza 1 (P) struji u radni vod koji rje pokriven plosnatom kulisom. Taj tip razvodnika ostvaruje funkciju 4/2 rzvodnika.Zaporni ventilisnovna namjena zapornih ventila je zatvaranje protoka u jednom mjeru i slobodno proputanje u drugom. Razlika tlaka koja nastaje rmeu vodova potpomae funkciju brtvljenja. Zaporni ventili dijele se na: nepovratne ventile naizmjenino zaporne ventile (ILI ventile) brzoispusne ventile i uvjetno zaporne ventile (I ventile).

Nepovratni ventili

Nepovratni ventilZapornielement\U nepovratnim ventilima iskazana je osnovna funkcija zapornih ventila. Oni slobodno proputaju struju zraka u jednom smjeru, a zatvaraju u suprotnom. Zaporni elementi izvode se u obliku stoca, kugle, ploice i membrane.Rabe se kao samostalni elementi, ali vrlo esto i u sklopu s prigunim ventilima.Naizmjenini zaporni ventilTo je ventil s dva ulaza 12 (X), 14(Y) i jednim izlazom 2(A). Ostvaruje logiku funkciju ILI, te se esto naziva i ILI ventilom. Dolazak stlaenog zraka na bilo koji ulaz odmie brtveni element, u ventilu, zatvara drugi ulaz i proputa stlaeni

Naizmjenino zaporni ventil -ILI ventilzrak na izlaz 2(A). Funkcija ILI se ostvaruje tako da se prespaja ili jedan ili drugi ulaz na izlaz ventila. Naizmjenino zatvara suprotni ulaz od onog koji je pod tlakom, kako taj signal ne bi pobjegao" na drugi ulaz. Odatle i nziv naizmjenino zaporni ventil..Rabi se svugdje u pneumatskim sklopovima gdje signali dolaze na jedno mjesto s vie strana.Brzoispusni ventil

Brzoispusni ventilFunkcija brzoispusnog ventila je isputanje stlaenog zraka u atmosferu preko velikog otvora, odmah nakon to je izvrio rad. Rabi se za poveanje brzine kretanja klipa u cilindru, budui da se zrak izravno odzrauje u atmosferu, a ne preko vodova i razvodnika. Time se smanjuje ostatni tlak u cilindru, te je i Ap vei, a time i brzina klipa.

r

rUgrauje se neposredno na cilindar jer su tada efekti najbolji. Kada zrak ulazi u cilindar, brtva zatvara odzrani prikljuak 3(R) i zrak slobodno struji u cilindar kroz izlaz 2(A). Kada se ta strana cilindra odzrauje, na

#

#

#Razvodnik koji reagira na razinu tlaka zrakaTlano aktiviranom 3/2 razvodniku dodan je proslijedni tlani ventil. Signal kad doe na upravljaki prikljuak tlaka zraka 12(Z), moe aktivirati 3/2 razvodnik tek onda kad mu tlak poraste na namjetenu vrijednost (u proslijednom tlanom ventilu). Prikazani simbol je skup simbola od kojih je nainjena ova cjelina. Danas se sve vie rabi pojednostavljeni simbol.Razvodnik koji reagira na odreenu razinu tlaka

Posebni pneumatski elementiKako je i bilo ve napomenuto, posebni pneumatski elementi su skupina pneumatskih elemenata koja upotpunjuje izbor funkcija pneumatskih elemenata, a ne mogu se smjestiti u prethodne.Postoji veliki broj tih elemenata. Najvaniji su sljedei: vakuumski ureaji za prihvat pneumatski beskontaktni senzori pneumatski indikatori pneumatski pretvarai signala pneumatski brojai pneumatski vibratori ispuhivai pojaala tlani kor ' r 'm itd.

Vakuumski ureajVakuumski ureaj rabi efekt ejektora za stvaranje podtlaka. Podtlak se dovodi na mjesto prihvata radnog komada. Vakuumska hvataljka je elastina i prilagoava se povrini predmeta.

LVakuumski ureaj s ispuhivanjem3 (R)Kod laganih predmeta (papir, folija itd.) u trenutku prestanka vakuuma hvataljka dri predmet jo neko vrijeme. Da bi se to izbjeglo, rabi se ugraeni ispuhiva. On je izveden od volumena i brzoispusnog ventila. Kada se zrak dovodi na ulaz 1 (P), stvara se zbog ejektorskog efekta podtlak na prikljuku 2(U). Ujedno dodatnim vodom zrak ulazi u spremnik pokraj brtve brzoispusnog ventila. U trenutku prestanka dovoda stlaenog zraka na prikljuak 1 (P), prestaje ejektorski efekt, zrak se iz spremnika eli odzraiti i pomie brtvu brzoispusnog ventila na dovodni vod i struji prema prikljuku 2(U) i izbacuje radni predmet.Pneumatski beskontaktni senzoriTo su pneumatski senzori koji mijenjaju svoje stanje (funkciju) bez dodira, samo dolaenjem predmeta ili gibajueg dijela ureaja u blizinu senzora. Postoji vei broj tipova tih elemenata: pneumatska brana pneumatska refleksna mlaznica i magnetski aktivirani prekida.Pneumatska branaSlino fotoeliji u eletrotehnici, izmeu predajne i prijamne mlaznice uspostavlja se struja zraka. Tlak napajanja u predajnoj mlaznici je 0,01 -

predmeta izmeu mlaznica presijeca se mlaz, to se na prijamnoj mlaznici

namjetenoga tlaka na ulazu, on se prosljeuje na izlazni vod.Ugraujeseupneumatski sustav kada je potrebno da se za neku funkciju postigne odgovarajua razina tlaka.Cijevni zatvaraiTo je skupni naziv za sve elemente izvan opisanih, a koji obavljaju funkciju zatvaranja i otvaranja protoka na cijevima. To su slavine za ispust kondenzata, protoni ventili, zasuni itd.Kombinacije ventilaOsim opisanih ventilskih skupina, postoje i njihove kombinacije. Jedna od takvih je bila opisana (jednosmjerno priguni ventil). Postoje, meutim, i sloenije skupine. Neke od njih su sljedee: razvodnik s kanjenjem izlaza signala (vremenski lan) razvodnik koji reagira na odreenu vrijednost tlaka dava takta upravljaki sklop razvodnik za davanje oscilirajuega kretanja upravljaki blok za transportere trake itd.Zbog vanosti koju imaju bit e opisane samo prve dvije kombinacije. Razvodnik s kanjenjem izlaznog signalaTanjurastom 3/2 razvodniku, tlano aktiviranom, dodan je jednosmjerno priguni ventil i zrani spremnik. Tlani signal koji treba aktivirati razvodnik dovodi se na prikljuak 12(Z). Stlaeni zrak je prisiljen (nepovratni ventil) proi kroz priguenje u spremnik. Kako zbog stlaivosti zraka iza priguenja pada tlak, to e trebati neko vrijeme da tlak u spremniku poraste na vrijednost koja e biti dovoljna da, djelujui na povrinu klipa, savlada opruge i silu tlaka zraka koji djeluje na brtvu razvodnog elementa. Vrijeme ovisi, uz stalan tlak na ulazu, o veliini priguenja i veliini spremnika. Budui daje veliina spremnika odreena, vrijeme ovisi samo o veliini priguenja. Nestankom tlaka u signalnom vodu, spremnik se odzrauje preko nepovratnog ventila te se djelovanjem povratne opruge razvodnik odmah vraa u nulti poloaj.Ako se rabi tanjurasti, tlano aktivirani, 3/2 razvodnik s prolaznim nultim poloajem, dobije se razvodnik sa skraenjem izlaznog signala. To je takoer

za praksu zanimljiva funkcija i esto se rabi u pneumatskim sklopovima. Simbol za sklop, kako je i bilo reeno, jest skup simbola elemenata od kojih je ova cjelina i nainjena. Daje to jedinstvena cjelina, pokazuje okvir od crta- toka linije, u kojemu se simboli nalaze.

(#

#

#lcrice. Pod tlakom zraka pomie se klip koji podie plastini plat u boji, Lm 'vjetlosti je tada takav da se boja plastike reflektira i lampica zasvijetli' u : ?oji.

Pneumo-elektrini pretvara signalaPeumatski pretvarai signalaPrr arai signala pretvaraju dolazni si~u u dmgi oblik. To moe biti pr-rorba analognog u digitalni, eittnnog u pneumatski i obratano. O: pomau obradi signala kod si:_'-a koji rade s vie razliitih me:a. Pneumoelektrini pretvara si:_a jednostavni je ureaj koji p mekom klipa ili membrane pod ti., u stlaenog zraka aktivira e;r~ni mikro-prekida.0::_: posebni pneumatski elementi rr se prouiti u literaturi navede: na kraju knjige.Po:oni elementiP.-.cni elementi omoguavaju da St -.eumatski elementi to bolje i pm..:nije uklopeu radnu sredinu. Tu s:__ u razne prikljune i montane p. _e s ugraenim kanalima za or.cou stlaenim zrakom, fleksi- b:spojke i si. Posebno treba is:.r.uti priguivae zvuka koji preuju buku kod ekspanzije zraka. Be tog jednostavnog elementa rr.r r. pogoni ne bi smjeli radili, je " razina buke prela doputenu vr :-iost. Oni smanjuju razinu buke z. do 50 posto njezine vrijednosti. Tmr ukupnu buku dovode unutar pr_ dozvoljene vrijednosti.

Pitanja za ponavljanje:1. Sto sadri upravljaki lanac?2. Nabrojite tipove ventila prema funkciji rada.3. Izrecite definiciju razvodnika.4. Koje su karakteristine oznake razvodnika?5. Nabrojite naine aktiviranja razvodnika.6. Nabrojite konstrukcijska rjeenja razvodnika.7. Opiite kuglaste razvodnike.8. Opiite tanjuraste razvodnike.9. Koje su karakteristike razvodnika s razvodnim klipom?10. Opiite namjenu zapornih ventila.11. Opiite pojedine vrste zapornih ventila.12. Prikaite funkciju rada i namjenu protonih ventila.13. Opiite tlane ventile.14. emu slue cijevni zatvarai?15. Prikaite funkciju rada razvodnika s kanjenjem izlaznog signala i sa skraivanjem trajanja izlaznog signala.16. Opiite rad vakuumskog ureaja.17. Nabrojite i opiite pojedine vrste pneumatskih beskontaktnih senzora.18. Zato priguiva zvuka ima vanu funkciju u pneumatskim sklopovima?

registrira kao pad tlaka (kod nekih konstrukcijskih rjeenja nastaje porast tlaka).

Refleksna mlaznica

Refleksna mlaznica (Feto)

Refleksna mlaznica (Feto)Prijamna i predajna mlaznica smjetene su zajedno i time ine refleksnu mlaznicu. Predajna mlaznica smjetena je oko prijamne. Ako predmet nije u blizini, tada zrak slobodno struji u atmosferu, a u predajnoj mlaznici je mali vakuum. Pribliavanjem predmeta zrak vie ne moe slobodno istjecati, te se dio struje zraka vraa natrag i uzrokuje porast tlaka u prijamnoj mlaznici.

#

#

#

2(A)Magnetski aktivirani prekidaiMagnetski aktivirani prekida (Feto)Pri rjeavanju pneumatskih sklopova sve vie se rabe granini prekidai aktivirani magnetskom silom. Permanentni magnet ugraen je u klip cilindra i on ga dolaskom u blizinu prekidaa, aktivira. U magnetskom polju ploica prekidaa se pomie i proputa struju zraka s prikljuka 1 (P) na izlaz 2(A).Pneumatski indikatoriTo su vizualni pokazivai postojanja tlaka u vodu. Postoje razne konstrukcije. Prozirna kapica na indikatoru uzrokuje lom svjetla i refleksiju od sjajne izboene plohe, dok nema tlaka zraka u vodu, i stvara privid neupaljene4.0. OSNOVNE TEHNIKE UPRAVLJANJA4.1. Osnovni pojmoviPojam tehnike upravljanja iri je od samog naziva upravljanje, jer oznauje sklop tehnikih elemenata koji vre nadzor i voenje odreenoga procesa.

Naelo rada upravljanjaMjerni ureaj 1 '\Postavljanje Veljaa)Poremeaj ne veliinePostavni lan r"LLT!te*t k-piavijaKa ! wiok energijePostavnaveliinab)stazaiCOtvoreni tijek djelovanjamaseUpravljakiureajVodea veliina "(eljena veliina)IPomona energijaU tehnici upravljanja postoje dva osnovna pojma regulacija i upravljanje.

Ta dva podruja imaju mnogo zajednikih pojmova i naziva, a esto se u sklopovima i isprepleu. Radi boljeg razumijevanja a i jednoznanosti treba ih razjasniti. Za to e najbolje posluiti definicije prema normi DIN 19226. Upravljanje je proces u nekom sustavu u kojem jedna ili vie ulaznih varijabla, preko zakonitosti koja je svojstvena tom sustavu, utjee na druge varijable kao izlazne veliine. Karakteristika upravljanja je otvoreni tok informacija pri odvijanju procesa preko pojedinih prijenosnih elemenata ili preko upravljakog lanca.Primjeri upravljanja iz svakodnevne prakse: paljenje i gaenje svjetla prekidaem, rad sustava semafora na krianjima, upravljanje dizalom i si. "Regulacija je proces pri kojem se neprekidno prati odreena veliina koja se regulira (regulirana veliina) i usporeuje s drugom eljenom (vodeom) veliinom te se, ovisno o rezultatu usporedbe, djeluje na reguliranu veliinu tako da se ona priblii eljenoj veliini. Proces koji pri ovome nastaje odvijaNaelo rada regulacije

Mjerni ureajPostavnilanriRegulacijska /' stazaiPostavnaveliinai uremccajii. veliineTok energije/ maseMjernilanRegulatorZatvoreni tijek djelovanjaUsporedba eljenog i stvarnog stanjaStvarno stanje

eljena veliina 1 Pomona energija

Pneumatsko upravljanjePodjela upravljakih sustavaUpravljaki sustavi mogu se dijeliti prema vrsti signala s kojim rade, te su tako i nazvani: analogni, digitalni i binarni upravljaki sustavi.Podjela upravljakih sustava prema nainu obrade signala (DIN 19237)

Prema nainu obrade signala dijele se na: sinkrone, asinkrone, logike i slijedne upravljake sustave.Sinkroni upravljaki sustavTo je upravljaki sustav ija se obrada signala odvija u skladu s odreenim taktnim signalom.Asinkroni upravljaki sustavTo je upravljaki sustav kod kojeg se radnia odvija iskljuivo na osnovi sluajne promjene ulaznih signala.Logiki upravljaki sustavObrada funkcija ostvaruje se u skladu s algebrom logike (Boolova algebra), te se odreenoj kombinaciji ulaznih signala pridruuje odgovarajua kombinacija izlaznih signala.Slijedni upravljaki sustavTo je upravljaki sustav kod kojeg se sljedei korak u odvijanju programa obavlja tek nakon stoje prethodni izvren.Slijedni upravljaki sustav s vremenskim voenjemTo je slijedni upravljaki sustav kod kojeg odvijanje radnji ovisi iskljuivo ovremenskoj funkciji.Slijedni upravljaki sustav s procesnim voenjemt t . i . ;; j.....' .v. .. fujji.c . -ij -...proces (postrojenje).

Voeno upravljanjeUreaj za kopiranjeUVldiUlVoeno upravljanjeIzmeu upravljake veliine i izlazne veliine postoji uvijek jednoznana povezanost ukoliko poremeajne veliine ne izazovuodstupanja.Primjer: Kod kopirnih tokarilica alat jednoznano prati kretanje ticala za kopiranje prema zadanoj abloni.Upravljanje sa samodranjemNakon prestanka djelovanja signala (upravljake veliine) zadrava se postignuta vrijednost izlazne veliine, sve dok se drugim signalom ne poniti djelovanje inicijalnog signala i izlazna veliina poprimi poetnu vrijednost.Primjer: skretnica, koja ostaje u novom poloaju nakon kratkotrajnog i zadrava u prvobitnom poloaju.se u zatvorenom krugu - regulacijskom krugu. Regulacija ima zadatak da poniti djelovanje poremeajnih veliina i da vrijednost regulirane veliine dovede na vrijednost eljene veliine, mada se ovo dogaa nepotpuno i u okviru postojeih mogunosti. Proces se odvija u zatvorenoj petlji.Primjeri iz svakodnevnog ivota: vonja automobila ili broda, centralno grijanje s regulacijom temperature, klimatizacija prostorije i si.SignaliSignali su promjenjive veliine na ulazu ili izlazu sustava, a mogu poprimiti razliite fizikalne oblike (elektrini napon, struju, tlak, intenzitet svjetla i si.). Najvanija karakteristika signala je informacijski sadraj.Vrste signala

Analogni signal7TLOII.1tAnalogni signal je signal s nesko- kovitom, neprekinutom promjenom vrijednosti. Unutar svakog djelia mjerenog intervala poprima odgovarajuu vrijednost.Primjeri analognog signala: promjene tlaka u zrakovodu, promjene temperature, promjena broja okretaja kod stroja i si.Diskretni signal je skokovita promjena parametra u odreenom intervalu. Vrijednost parametra poprima definirani konani broj vrijednosti u okviru zadanih granica. Svakoj vrijednost pridruena je odreena informacija. Primjer: kod mjerenja broja vozila koja prou kroz krianje, izraena vrijednost dana je u jedinici vremena.U diskretne signale spadaju binarni i digitalni signali.Binarni signal je jednoparametarski digitalni signal sa samo dva podruja vrijednosti parametra signala. To je signal s dvije informacije. U tehnici seoznauje stanjem 1 i 0. Ta stanja nisu unaprijed odreena i treba ih svaki put odrediti.Primjer: prekida ukljuen - iskljuen, ima struje - nema struje, rad kompresora u hladnjaku bimetal upravlja radom kompresora.Digitalni signal je binarno kodirani signal, a informacija je kodirana rasporedom diskretnih impulsa u odsjeku vremena (takta).Primjer ureaja s digitalnim signalima: digitalni sat, digitalni mjerni pokazivai svih vrsta, brojanici brojaa itd.(Postoje i druge podjele temeljene na dva.najvanija parametra signala, amplitudu i vrijeme.)

Podmje vrijednosti binarnog signalaU regulaciji se uglavnom rabe analogni signali, a u upravljanju preteno binarni signali.U pneumatici su pojava tlaka u vodu ili njegova odsutnost dva stanja, koja se prikazuju binarnim signalom. Kako se ta promjena ne dogaa odmah (promjena je zapravo analogna), treba odrediti podruje vrijednosti stanja 1 i stanja 0. Podruje koje nije u sklopu tih granica jest podruje neodreenog stanja signala te ga treba izbjegavati.

#

#prethodni. Uz to to raspolae davaem programa, korani program kontrolira stanje u kojem se nalazi upravljaki sustav.Primjer: Na stroju za buenje strojnih dijelova koji je upravljan programatorom iodava, na osnovi dobivene informacije, dodaje predmet iz spremnika. Sljedei korak - stezanje, obavit ce se ako je dodani predmet dao signal da e stigao na mjesto obrade. Taj signal pomakne programator za jedan korak dan je nalog: stezanje. Stega nakon obavljene radnje daje informaciju da e stezanje obavljeno. Programator se pomie za jedan korak i daje sljedei aalog: buenje itd.Pitanja za ponavljanje:. Objasnite pojam regulacije i upravljanja.Z. Opiite razne vrste signala.Kako se dijeli upravljaki sustav u odnosu na nain obrade signala? Opiite podjelu upravljanja na bazi odvijanja programa rada.5. Opiite vrste programskog upravljanja.-. Zato se programsko upravljanje, uporabom programatora, zove upravljanje ovisno o vremenu?

4.2. Pneumatsko upravljanjePneumatsko upravljanje je oblik rjeenja upravljanja nekoga procesa uporabom pneumatskih izvrnih i upravljakih elemenata. Povezanost izvrnih i upravljakih elemenata radi ostvarivanja zadanog rada prikazuje se pneumatskom shemom. Kao to se crteom tono odreuje oblik nekoga dijela ili stroja, tako i shema tono odreuje vrstu i tip elemenata, njihovu veliinu, meusobne veze i spojeve. Ona ne odreuje duine vodova, konstruktivno mjesto ugradnje i ostale strojne tehnike detalje koji proizlaze iz veze ureaja i upravljakog sklopa.Pneumatska shema koja definira pneumatsko upravljanje sloena je u logiki lanac. Lanac kree od ulaznih signala, preko osjetila, na pretvarae signala prikladne za obradu u lanu za preradu informacije (prema danom programu), te do izlaznih pretvaraa prema izvrnom lanu. Od njega se mogu takoer proslijediti informacije o obavljenoj radnji ponovo u upravljaki sklop (poglavlje 3.4). To je prikaz kompletnoga zatvorenog lanca. Otvoreni lanac nema tu povratnu informaciju. Upravljaki lanac moe biti cijela shema ili samo jedan njezin dio. Pneumatske sheme ne moraju imati sve lanove upravljakog lanca, ve samo jedan dio, to je i najei sluaj u praksi. Svaki upravljaki sklop ili lanac ima dva osnovna dijela: energetski dio i informacijski (upravljaki) dio.Energetski dio je sklop izvrnog elementa i pripadajueg razvodnika. Informacijski sklop je skup elemenata koji primaju, obrauju i u prikladnom obliku daju informaciju izvrnim elementima.;Energetski sklop jednoradnogacilindra s 3/2 razvodnikomEnergetski sklop jednoradnoga cilindra s 3/3 razvodnikom

TUMJ--i nat1iT\i^3um2

3T Ttt\

i3

Programsko upravljanjeTo je vrsta upravljanja iji je redoslijed odvijanja radnja tono programiran, a koji moe ovisiti o vremenu, putu (hodu cilindra), ili koraku, odnosno slijedu radnje.Upravljanje ovisno o vremenuProgramator (dava programa) daje vodee veliine ovisno o vremenu. Primjeri nekih tipova programatora: programator s bregastim vratilom programator s programskom trakom programator s buenom karticom programator s buenom trakom.Njih ima znatno vie, ali ovi se pojavljuju kao gotovi ureaji u pneumatici. Program je zapisan na informatikom mediju (buena traka, programska traka, bregovi na bregastom vratilu itd.), te se program odvija u skladu s brzinom pomaka ili okreta pogonskog mehanizma. Programi se mogu mijenjati i odlagati.

PogonskimotorBregastovratiloProgramskatrakaPogonskimotorProgramator s bregastim vratilom Programator s programskom trakomUpravljanje ovisno o putuPrema programu izlazni signali daju se u skladu s prijeenim putem klipnjae cilindra ili zauzimanjem poloaja nekog pokretnog dijela ureaja.

Dodavanje izradaka na traku - upravljanje ovisno o putuPrimjer: kod dodavanja izradaka na transportnu stazu povrat klipnjae cilindra aktivira se dosezanjem izvuenog poloaja.Korano (slijedno) upravljanje

Skretnica

Pneumatski mehaniki programatori (Feto)

Pneumatski mehaniki programatori (Feto)Odvijanje zacrtanog (pohranjenog) programa u skladu je s korakom koji je obavljen. Odnosno, sljedei korak e biti obavljen jedino ako je obavljen

#

#

#Za upravljanje dvoradnim cilindrom rabi se 4/2 razvodnik. Aktiviranje s dva tipkala, za dva poloaja cilindra, ukazuje na neizravno (daljinsko) upravljanje. S obzirom na to da treba dati signal stlaenim zrakom sa svake strane glavnoga razvodnika, on je tlano aktiviran i tlano vraan u polazni poloaj. Tlani signal (potreban samo jedan vod) daje 3/2 razvodnik, koji je fiziki aktiviran (tipkalom), a vraan oprugom. Taj signal moe djelovati kratkotrajno, ali ga glavni razvodnik zapamti' i ostaje u tom poloaju dok ne doe signal s njegove suprotne strane. To je signal drugog 3/2 razvodnika. Njegov je zadatak da vrati glavni razvodnik, a time i cilindar u poetni poloaj.Vrlo se esto upravljanje, pri kojem je aktiviranje ostvareno iskljuivu voljom rukovatelja, dakle jednim od naina fizikog aktiviranja, naziva i upravljanjem ovisno o volji.

Zadatak 3. Zatvaranje prozora - poloajna skicaPoloajna skicaPneumatska shema upravljanjaZadatci:3. Zatvaranje prozora Dvoradni cilindar otvara i zatvara krovni prozor. Valja izabrati cilindar, ako je potrebna sila za otvaranje prozora 350 N i duina hoda 400 cm. Trai se izrada pneumatske sheme upravljanja, za sluaj da je za svaki smjer aktiviranja kretanja klipnjaekiuaOid pOti.' c.:':4. .... i'ut.-

Primjer 7. Prebacivanje skretnice

aktivirani razvodnik (tipkalo).

4. Zatvaranje prozora s meupoloajimaPotrebno je projektirati shemu upravljanja za isti sluaj, ali s mogunou da klipnjaa ostane u meupoloaju izmeu krajnjih poloaja.4.2.1. Logike funkcijeJo 1854. engleski filozof i matematiar George Boole (1815. - 1864.) postavio je temelje formalizirane logike koja se naziva algebrom logike ili Boolovom algebrom. Struktura logikog miljenja je binama, i sva stanja (miljenja) mogu poprimiti iskljuivo jedan od dva oblika (vrijednosti). Te vrijednosti se u tehnici obino oznauju sa 1 i 0. Koje e stanje poprimiti koju vrijednost nije unaprijed odreeno, ve se za dani sluaj odredi.Postoji vie logikih funkcija, ali se moe rei da su samo neke bazne. To su: funkcija I (konjunkcija, logiko mnoenje), funkcija NE (negacija) i funkcija ILI (disjunkcija, logiko zbrajanje).ILI"- funkcija (disjunkcija, logiko zbrajanje)Znak za funkciju ILI je poetno slovo latinskog veznika vel V, i ita se vel ili ili. U tehnici se oznauje s +, a ita se takoer ili. Znaenje funkcije odgovora znaenju veznika ili u njegovom slabijem (inkluzivnom) znaenju. Dok u matematici govorimo o sudovima, koji mogu biti istiniti i lani, u tehnici to su stanja, ili konkretno u pneumatici postojanje tlaka u vodu ili njegova odsutnost. Stoga se kod zapisa:A = X + Ymoe rei da u vodu A ima tlaka (signala) samo ako postoji tlak (signal) u vodu X ili pak u vodu Y (ili u oba = inkluzivnost).

Tablica istine za funkciju ILIX YA0 0 0 1 1 0 1 10111Da bi se to jasnije i jednoznanije predoilo, rabe se tablice istinitih vrijednosti, skraeno nazvane tablicama istine. U njima je sadran potpuni popis moguih kombinacija ulaznih signala i pojava signala na izlazu u odreenim kombinacijama ulaznih signala.U tablicama istine obiljeava se postojanje tlaka vrijednou 1, a njegova odsutnost s 0.Funkciju ILI u pneumatici ostvaruje naizmjenino zaporni ventil, zbog toga je i nazvan ILI ventilom (poglavlje 3.4). U pneumatskim shemama upravljanja on se rabi svagdje gdje na jedno mjesto ....... 4.la nebi tlak zraka pao odzraivanjem preko voda drugoga razvodnika.

Energetski sklop jednoradnog cilindraJednoradni cilindar obavlja koristan rad samo u jednom smjeru. Taj hod ostvaruje se djelovanjem tlaka zraka. To znai daje zarad jednoradnog cilindra dovoljan samo jedan radni vod. Samo jedan radni izlaz imaju razvodnici s tri (i s dva) prikljuka. Budui da postoje najmanje dva stanja cilindra, izvueno i uvueno, to i razvodnik za njihovo ostvarivanje treba imati najmanje dva razvodna poloaja. Stoga je za opskrbu jednoradnog cilindra stlaenim zrakom potreban 3/2 razvodnik. U sluaju potrebe za zaustavljanjem klipa u bilo kojem meupoloaju rabi se 3/3 razvodnik sa srednjim (najee i nultim) zatvorenim poloajem.Razvodnik koji opskrbljuje cilindar stlaenim zrakom naziva se i glavnim razvodnikom.Energetski sklop dvoradnog cilindraBudui da dvoradni cilindar obavlja rad u oba smjera, potreban mu je jo jedan radni vod, tj. dva radna voda. To znai da treba rabiti razvodnike s 4 (ili 5) prikljuaka. Mogu bitisdvaili tri razvodna poloaja. Razvodnik4/2 omoguava aktiviranje kretanja klipnjae cilindra u smjeru prema naprijed i prema natrag. Razvodnik 4/3 sa srednjim poloajem kod kojeg su spojeni i odzraeni radnivodovi, omoguuje u tom poloaju pomak klipnjae u poloaj to ga odreuje vanjska sila koja na nju djeluje. Isto tako 4/3 razvodnik sa srednjim zatvorenim poloajem o- moguuje postavljanje klipnjae cilindra u vrsti meupoloaj izmeu dva krajnja.Energetski sklop dvoradnoga cilindras 4/2 razvodnikoms 4/3 razvodnikom sa otvorenim nultim poloajem112[4IliXii 3s 4/3 razvodnikom sa zatvorenim nultim poloajemUpravljaki dio pneumatskog sklopaPomak glavnoga razvodnika iz jednog u drugi poloaj moe se ostvariti navie naina:

#

# izravno (direktno) djelujui na glavni razvodnik jednim od ve prikazanih naina aktiviranja (fiziki, mehaniki, elektrini itd.) i neizravno (indirektno ili daljinski) putem nekog drugog razvodnika, te se njegovim signalom aktivira glavni razvodnik. Dakle, ne djeluje se izravno na glavni razvodnik, ve na neki drugi iji se signal rabi za aktiviranje glavnog razvodnika.Izravno je aktiviranje znatno rjee i rabi se uglavnom za najjednostavnije upravljanje cilindrom. Svako sloenije upravljanje, pri emu na osnovi nekog programa vie cilindara zajedno i usklaeno radi, obavlja se neizravno.Primjer 6. Stezanje radnoga komada

Primjer 6. Stezanje radnoga komadaPoloajna skicaPneumatska shema upravljanjaPredmet za obradu potrebno je jednoradnim cilindrom stegnuti u stezi i drati stegnutim do kraja obrade. Nakon toga treba ga otpustiti, uzeti obraeni komad i postaviti novi. Novi postupak tada moe opet zapoeti.Za tako jednostavan sluaj rabi se izravno fiziko aktiviranje, s polugom i zadravanjem u postavljenom poloaju (s uskonikom).Primjer 7. Prebacivanje skretnicePrebacivanje skretnice na ulaz jedne, odnosno druge staze ostvaruje se pomakom klipnjae dvoradnog cilindra. Pomak u jedan, odnosno drugi poloaj obavlja se posebnim tipkalom.

vertikalnom kratkom crticom i iznad nje brojem razvodnika.Na slikama se upravljaki vodovi oznauju punom linijom. Po propisu (dan je u pregledu simbola - poglavlje 8), trebali bi se crtati crtkanom linijom, a vodovi napajanja (dobave) stlaenim zrakom punom linijom. U praksi se danas svi vodovi crtaju punom linijom zbog sasvim praktinih razloga, makar to jo nije izmijenjeno u standardu.I - funkcija (konjunkcija, logiko mnoenje)Znak za I funkciju je & , A , , a ita se et (latinski veznik i), ili i. Znaenje funkcije odgovara znaenju veznika i. Za zapis:A = X & Ymoe se rei da e u vodu A biti tlaka zraka jedino onda ako postoji tlak zraka a oba voda, odnosno i u jednom i u drugom vodu.

Tablica istine za funkciju 1X YA000010110101Funkcija I moe se realizirati s pneumatskim elementima na vie naina. Najjednostavniji je onaj s uvjetno zapornim ventilom (I ventil). Postoji jo dvije mogunosti realizacije te funkcije u tzv. pasivnom i serijskom spoju razvodnika 3/2.Primjer 9. Dobava proizvoda iz spremnikaDodava proizvoda iz spremnika na transportnu traku moe izvriti kretanje jedino ako ima proizvoda u spremniku i ako je doao u svoj uvueni poloaj.K turneje i uvjet c. je ..t . .... . dostvaruje se automatski, dolaskom klipnjae u izvueni poloaj.

Primjer 9. Dobava proizvoda iz spremnika - poloajna skicaPrimjer 9. Dobava proizvoda iz spremnika - pneumatska shema upravljanjaim se uvjetuje postojanje neega ili zauzimanje nekog poloaja, to se registrira razvodnikom (ili nekim sen- zorom), postoji funkcija I. Stoga treba uvjete koji su naznaeni: runo tipkalo (1.2) za pokretanje cijelog ciklusa, razvodnik (1.8) koji daje signal (informaciju) o tome ima li proizvoda u spremniku, kao i razvodnik (1.4) koji signalizira da je klipnjaa u uvuenom poloaju, povezati na jedan od prikazanih naina realizacije funkcije I.Povrat cilindra u uvueni poloaj ostvaruje se postavljanjem razvodnika 1.3 polazni poloaj. Uvjet daje klipnjaa u uvuenom poloaju est je zbog toga

Primjer 8. Pomak transportne trakeTransportna traka opskrbljuje etiri radna mjesta proizvodima za rad. Njezin pomak za jedan korak ostvaruje se jednim kratkim signalom pomou tipkala, koja se nalaze na svakom radnom mjestu. Taj signal aktivira kretanje cilindra prema naprijed, koji svojim hodom i zahvatnim zubom pomakne kota trake za jedan segment kruga. im je to izvrio (dolaskom u svoj krajnji poloaj), cilindar se vraa natrag.Svako radno mjesto ima svoje tipkalo koje aktivira (3/2 razvodnik), te se pritiskom na njega aktivira kretanje cilindra naprijed. Ako bi se svi razvodnici koji daju signal za pomak trake spojili u spojnu toku, tlak zraka bi se iz jednoga aktiviranog razvodnika odzraio preko otvora za odzraivanje na drugom razvodniku. Kako ima 4 takva razvodnika, a jedan ILI ventil ima samo dva ulaza, trebat e ih ugraditi vie. Pravilo je daje broj ILI ventila za 1 manji od broja ulaza. To znai da ih treba 3.Zahtjev da se cilindar vraa im doe u svoj izvueni poloaj ostvaruje se tako da se razvodnik koji ga vraa natrag postavlja na putu klipnjae. Kad ga ona svojim izlaskom aktivira (pritisne) on daje signal glavnom razvodniku za vraanje cilindra u polazni poloaj.

Obiljeavanje pneumatskih elemenataU shemama gdje se pojavljuje vei broj pneumatskih elemenata, a njihovo mjesto u shemi nije identino stvarnom rasporedu (propis o crtanju shema CETOP), oznake elemenata pomau u preglednosti i jednoznanosti.Postoji vie naina oznaivanja. Za izradu shema na ovaj nain prikladan je brojani sustav oznaivanja (tzv. funkcijski nain oznaivanja). Cilindri dobivaju oznake 1.0, 2.0 itd. Pripadajui elementi koji su u sklopu sustava jednog cilindra imaju u svom broju pripadnost cilindru. Tako glavni razvodnik, koji je prvi" do cilindra, ima prvi broj pripadnosti cilindru, a drugi broj je uvijek 1. Npr. glavni razvodnik cilindra 1 ima oznaku 1.1, a cilindra 3, oznaku 3.1.

!T

!TRazvodnici koji daju signale, ili su u sklopu davanja signala za kretanje cilindra prema naprijed, imaju drugi broj paran, npr. ako su u sklopu cilindra 1, tada imaju oznake 1.2, 1.4, itd. Suprotno tome, oni koji daju signal za vraanje klipnjae u uvueni poloaj imaju neparne oznake. Za isti primjer oznake su 1.3, 1.5, itd. Elementi koji su smjeteni izmeu glavnog razvodnika i cilindra (na radnim vodovima) imaju ispred drugog broja jedinicu. Brojevi idu rastuim nizom. Zajedniki elementi za vie cilindara npr. pripremna jedinica, budui da ne pripadaju nijednom cilindru posebno, ve svima, imaju umjesto brojke pripadnosti cilindru - nulu. Drugi broj je po rastuem nizu. Oznake se upisuju pokraj pneumatskog elementa ili iznad njega. Ako je neki razvodnik smjeten na putu klipnjae cilindra, on se na tom mjestu oznauje

#

#

#- Granini uvjeti s obzirom na utjecaje u pogonskim prilikama jesu: utjecaji iz okoline postrojenja (agresivna atmosfera, praina itd.), dobava energije (nain prikljuenja, mjesto prikljuenja itd.), osoblje (stalna prisutnost i nadzor, povremeno i si.).3. Nacrtati poloajnu skicuUvijek treba nacrtati pojednostavljenu skicu ureaja i raspored izvrnih elemenata s naznakom to rade (npr. stezanje, buenje itd.).4. Prikazati odvijanje radnog procesa tekstualno (opis odvijanja programa rada), funkcijski (tablino i grafiki) tablinim nainom prikazivanja (redoslijed operacija i naznaku to se u kojoj operaciji zbiva), funkcijskom shemom (grafiko-tekstualni opis: grafikim poljima s opisom radnje, njihovim meusobnim vezama, te signalima koji djeluju na ostvarivanje radnje), dijagramski (grafiki nain prikazivanja rada izvrnih i upravljakih elemenata, dijagrami put-vrijeme. put-korak), alfa-numerikim nainom prikazivanja (slovnim i brojanim oznakama pridruuju se oznake smjera kretanja klipnjae cilindara).5. Izabrati vrstu upravljanjaIzbor se vri u skladu s opisanim nainima upravljanja u prethodnom tekstu.6. Izabrati medij i energiju za upravljanjeIako su izvrni CiGiiivJiiii pneumatski piicuuio-liiuiaiiiiCrv.imCuj cnci^jja^ za upravljanje mogu biti pneumatski - normalnog tlaka (0,5 do 0,8 MPa) ili niskog tlaka (0,001 do 0,14 MPa), elektrini (istosmjerna, izmjenina struja, razliiti naponi itd.) ili kombinirani. Izbor ovisi o utjecaju okoline, odnosno o tome koji signali, potrebni za upravljanje ureajem, dolaze izvan ureaja i kojeg su tipa, te s kojom vrstom energije rade.7. Izraditi shemu upravljanjaUnutar sheme upravljanja ukljueni su svi ovi uvjeti, a osim toga treba kod sloenijih shema, s pojavom tzv. blokirajueg signala, odrediti i metodu rjeavanja sheme. Metoda odreuje i dio elemenata koji e se za upravljanje upotrebljavati.

4.2.3. Pneumatske sheme upravljanja Nain crtanja shemaPreporuke za crtanje shema dane su smjernicama VDI3226. Izvrni elementi crtaju se najgornji, a davai signala, senzori najdonji. Ujedno pri dnu se crtaju i vodovi za dobavu energije. U sredini su sklopovi za obradu informacije. Svi elementi crtaju se u neaktiviranoj poziciji, odnosno u poloaju kada je izvreno prikljuenje na napajanje stlaenim zrakom. Razvodnici koji su pritisnuti (aktivirani) npr. klipnjaom, crtaju se u tom aktiviranom poloaju. Ako je razvodnik postavljen tako da usmjerava stlaeni zrak na stranju povrinu klipa, onda se taj cilindar crta s izvuenom klipnjaom.Vremenska funkcijaVe je bilo reeno da razvodnik s kanjenjem ukljuivanja i iskljuivanja ostvaruje vremensku funkciju, to je osnova za izradu programskog upravljanja ovisno o vremenu. Svugdje gdje je potrebno ostvariti zahtjev da se neka radnja ukljui ili iskljui nakon isteka nekog vremena, rabi se vremensko upravljanje.

Primjer 10. Ureaj za lijepljenje. _. ...ii'ij si ZUjCuiiOiCjC ptnivOnOu'UplCi.i. J j pilom

izvriti njihovo stezanje i drati 20 s. Runim aktiviranjem - tipkalom, daje

io postoje mogunosti u procesima da se povratak blokira, ili pak da se neki drugi pneumatski element pokrene, a prethodni cilindar nije jo doao u svoj uvueni poloaj.Negacija

Tablica istine za negacijuXA0110Ovo je za razliku od prethodnih tzv. unitarna funkcija radi samo s jednim stanjem). Njezina funkcija je averzija. Oznauje se crticom iznad oznake signala ii stanja i ita se "non ili ne". Negacija se ostvaruje 2 razvodnikom s prolaznim nultim poloajem, aktiviranim tlakom i vraanim oprugom. Prikljuak I( P) spaja se na dobavu zraka te je izlaz na prikljuku XA) inverzna funkcija x. Ulazni signal x dovodi se na upravljaki prikljuak ;0(X). Funkcija rada bila bi sljedea: dok nema signala na prikljuku 10(X), vstoji tlak zraka (izlaz) na prikljuku 2(A). Pojavom signala razvodnik se erebacuje u drugi razvodni poloaj te se dobava zraka zatvara, a vod 2(A) se uzrauje preko prikljuka 3(R).

Ostvarivanje funkcije negacijeT *Ovo su samo osnovne funkcije koje e pomoi kod postavljanja i rjeavanja zadataka. U algebri logike postoje odgovarajui zakoni, kao i naini prikazivanja stanja i uvjeta u upravljanju. Takoer se dobivene jednadbe mogu algebarski ali i tablino pretvarati i smanjivati (minimizirati). To je posebno vano kada se zna da svaka logika funkcija predstavlja odgovarajui element, . sklop elemenata koji je trebaju realizirati. Manje jednadbe stvaraju manje opove, a tada su i ureaji jeftiniji.Pitanja za ponavljanje:Od koja se dva dijela sastoji svaki upravljaki lanac?I to predstavlja energetski sklop cilindra?? to je to izravno, a to neizravno upravljanje?- Koje su osnovne logike funkcije?r Kojim se pneumatskim elementom ostvaruje logika funkcija ILI?' Nabrojite naine ostvarivanja logike funkcije I s pneumatskim elementimaKoji pneumatski element ostvaruje logiku funkciju negacije? -

Zadatci:5. Prea za utiskivanjeCilindar pree za utiskivanje krunog ruba aktivira se s najmanje dva od tri postavljena, runo aktivirana razvodnika. Povratak klipnjae cilindra odvija se automatski nakon to je ona dostigla krajnji izvueni poloaj. Trai se pneumatska shema upravljanja.6. Ureaj za dodavanjeNacrtati shemu upravljanja za ureaj za dodavanje izradaka na mjesto obrade, uz uvjet da se aktiviranje dodavanja moe izvesti samo ako u spremniku ima izradaka i ako je klipnjaa cilindra dodavaa u polaznom (uvuenom) poloaju. Aktiviranje se moe ostvariti jednim od dva tipkala. Povratak klipnjae odvija se automatski nakon postizavanja krajnjeg izvuenog poloaja klipnjae.7. PreaPrimjer je isti kao i zadatak 5, ali je dodan uvjet da se aktiviranje kretanja cilindra moe obaviti ako su pritisnuta samo dva tipkala (ne smije se aktivirati ako su pritisnuta sva tri).4.2.2. Pristup projektiranjuProjektiranje se mora odvijati sustavno, jer e u suprotnom rjeenja stalno traiti doradu, ili nee ostvarivati namijenjenu funkciju.Potrebno je analizirati problem i utvrditi uvjete rada. Pristup se moe predoiti u nekoliko pravila:1. Definirati sile, hodove i brzine izvrnih elemenataNa temelju tih elemenata proraunom (ili putem tablica ili dijagrama proizvoaa) dobivaju se odgovarajui podatci o vrsti i tipu elemenata koji e se rabiti. Isto tako potrebno je odrediti i nain privrenja elemenata na ureaju.2. Definirati granine uvjete Granini uvjeti s obzirom na odvijanje procesa jesu: poetni uvjeti (nazvani i komfor" upravljanja = trajni rad, pojedinani rad, jedan ciklus itd.), uvjeti podeavanja (zahtjev da se svaki radni element moe podeavati), uvjeti vezani za sigurnost rada (ugradnja NOT-STOP, deblokiranje i si.).

#

#

nakon toga iskljuiti, makar se tipkalo i dalje dralo pritisnuto. Za ostvarivanje takvog zahtjeva upotrebljava se razvodnih s kanjenjem iskljuivanja. Izlaz iz razvodnika s tipkalom 1.2, dovodi se do prikljuka 1 (P) i 10(X) razvodnika 1.6. Nakon aktiviranja razvodnika 1.2 signal proe kroz razvodnih 1.6, a nakon po volji kratkog (podeenog) vremena, preko prikljuka 10(X) razvodnih se prebacuje u novi razvodni poloaj i prekida prolaz zraku prema izlazu 2(A). Time se je rijeio problem davanja kratkog signala iz razvodnika 1.2, tako da nema blokade povratku cilindra natrag. Ujedno je rijeen i zahtjev da se tipka razvodnika 1.2 mora otpustiti i ponovno pritisnuti kako bi se dao novi signal. Uvjetu za kretanje cilindra prema naprijed treba dodati i zahtjev da zasun bude zatvoren, odnosno da je klipnjaa cilindra u svom uvuenom poloaju. Radi toga postavlja se razvodnih 1.4 na kraju hoda klipnjae. Uvjet da i taj razvodnik mora biti aktiviran ostvaruje se funkcijom I. Povrat prema natrag nakon 5 s moe se ostvariti na dva naina. Jedan od njih je prikazan u prethodnom zadatku (uz namjetanje priguenja na 5 s). Signal za prikljuak razvodnika 1 U ' '.....'. "...punjenja radnog voda 2(A) cilindra. Pri podeavanju vremena treba uzeti uobzir i vrijeme kretanja klipnjae cilindra prema naprijed, kao i ekanje kod punog otvaranja od 5 s.Tlani uvjetUvjet postizavanja odreenog tlaka u vodu ili preraunato sile na klipu, kao informacija koja se rabi u procesu upravljanja, naziva se tlani uvjet.

Primjer 12. Ureaj za savijanje - poloajna skicaPrimjer 12. Ureaj za savijanjeZa savijanje limene obuj- mice upotrebljava se posebni pneumatski ureaj. Cilindar koji ostvaruje silu utiskivanja od 10.000 N prvo savija, a potom utiskuje dno obujmice. Kvalitetno utiskivanje dna moe se ostvariti jedino ako je postignuta sila utiskivanja. Poetak ciklusa nastaje nakon umetanja lima runim aktiviranjem

se startni signal. Povratak natrag slijedi nakon isteka zadanog vremena. Potrebna sila stiskanja je cca 500 N.

Primjer 10. Ureaj za lijepljenje - poloajna skicaBudui da posebni granini uvjeti nisu zadani, osim aktiviranja cijelog ciklusa tipkalom, nita posebno i ne treba projektirati. Izbor cilindra treba izvriti prema dijagramu, iz kojeg se ustanovljava da silu od 500 N ostvaruje cilindar promjera 35mm

#

#

kod tlaka od 0,6 MPa. Prema poloajnoj skici takav bi cilindar trebao biti privren papuicama. Izbor bi se izvrio nakon odluivanja za proizvoaa iz njegova kataloga za dvoradne cilindre.Nakon aktiviranja tipkalom klipnjaa cilindra kree prema naprijed. Treba ustanoviti daje ona dola u svoj izvueni poloaj. To se ini razvodnikom1.3, koji nakon stoje aktiviran ne smije vratiti klipnjau natrag, jer ona u tom poloaju mora ostati 20 s. To zadravanje signala ostvaruje se razvodnikom s kanjenjem ukljuivanja. Signal iz razvodnika 1.3 dovodi se na prikljuak 12(Z) razvodnika 1.5, te zbog priguenja i ugraenog volumena treba protei neko vrijeme da bi tlak porastao na onu vrijednost koja e aktivirati 3/2 razvodnik u novi poloaj. Tada dolazi do aktiviranja razvodnika sa strane 14(Y), on se prebacuje i klipnjaa cilindra vraa se u svoj uvueni poloaj. Vrijeme od 20 s namjeta se vijkom na jednosmjerno prigunom ventilu. Kretanje prema naprijed je usporeno te se .ugrauje jednosmjerno priguni ventil, jer ne bi bilo dobro da cilindar naglo izvri stezanje.

Primjer 11. Ureaj za doziranjePrimjer1. Ureaj za doziranje - poloajnaskicaPunjenje posuda smjesom iz spremnika obavlja se otvaranjem zasuna u trajanju od 5 s. Otvaranje zasuna obavlja dvoradni cilindar sa silom cca 100 N. Nakon to je umetnuta posuda, rukovatelj pritiskom na tipkalo aktivira pomak cilindra i punjenje posude. Da se ne bi dogodilo da rukovatelj nehotino dri pritisnuto tipkalo te da se smjesa prelije, ili da se postupak ponovi i posuda nastavi puniti, postoji zahtjev da ponovni ciklus moe zapoeti jedino ako je tipkalo otputeno i ponovno pritisnuto. Isto tako treba biti rijeeno da tipkalo ne smije blokirati vraanje klipnjae cilindra natrag.Prema zahtjevu za silu cilindra bira se dvoradni cilindar promjera 16 mm, s okretitem na donjem poklopcu, kako bi mogao ostvariti njihajue kretanje kod otvaranja zasuna. Kod davanja starta treba taj signal propustiti i odmah1. Nabrojite pravila projektiranja pneumatskih shema upravljanja.2. Opiite standardizirani princip crtanja shema upravljanja.3. S kojim elementima su ostvarene vremenske i tlane funkcije u pneumatskim shemama upravljanja?Zadatci:8. Utiskivanje ahura U napravi za utiskivanje ahura u plastino tijelo dvoradni cilindar mora s malom silom pritisnuti ahuru na plastino tijelo, a nakon toga ekati neko vrijeme da se ahura ugrije (ukljuen visokofrekvencijski grija) i nastaviti hod s poveanom silom utiskivanja. Start se izvodi tipkalom, a povratak u polazni poloaj obavlja se automatski nakon to je klipnjaa dola u krajnji izvueni poloaj.9. DrmalicaDvoradnim cilindrom, nakon davanja naloga START, drma se bona stijenka silosa kako bi se razbili stvoreni mostovi spremljenog proizvoda. Cilindar obavlja nekoliko puta kretanje naprijed i natrag i nakon isteka namjetenog vremena zauzima polazni poloaj. Trai se pneumatska shema upravljanja.

Kod rada s vie cilindara pojavljuje se tzv. blokirajui signal. Sam naziv ukazuje na njegov karakter. On blokira odvijanje daljnjeg programa. Iako se koji put namjerno rabi da bi neto blokirao, u najveem broju sluajeva taj je signal nepoeljan. Razraeno je mnogo metoda, a konstruirani su i neki elementi kojima je cilj eliminacija blokirajueg signala.Sto je blokirajui signal? Osim gornje openite oznake, teko je dati univerzalnu oznaku bez neto podrobnijeg opisa. Na osnovi zamiljenog rada segmenta od dva cilindra, npr. u programskom upravljanju ovisnom o putu, moe se objasniti njegov nastanak te utjecaj na blokiranje odvijanja daljnjeg programa. Neka se uzme da po redoslijedu programa klipnjaa cilindra 1.0, nakon to je izila, aktivira kretanje klipnjae cilindra 2.0. To znai da je signal doao na stranu 12(Z) glavnog razvodnika 2.1. Klipnjaa cilindra 1.0 npr. po programu treba ostati u izvuenom poloaju tako da pritisnuti razvodnik 2.2 trajno daje signal na prikljuak 12(Z) razvodnika 2.1. Ako se klipnjaa cilindra 2.0 treba po programu uvui, signal koji e doi na stranu 14(Y) nee ga prebaciti u novi poloaj jer ga u tome sprjeava signal na prikljuku 12(Z). Taj se signal zove blokirajui signal.

Pojava blokirajueg signalaPostoje dva osnovna pristupa rjeavanju problema blokirajueg signala u pneumatskim shemama upravljanja, a time i Projektirani a shema upravljanja. Jedan je matematiki, a drugi tzv. inenjerski. Matematike metode temelje se na razraenim postupcima ija je osnova algebra logike. Razvojem matematike logike od G. Boolea do danas razvile su se razne metode primijenjene prvo na sklopove prekidaa (releja) u elektrotehnici... r.aa.iij. U istv/l.*i i...a.v.OpO.vi.jUiU'.U K.-. laK-UjC

Pitanja za ponavljanje:

4.2.4. Metode rjeavanja pneumatskih shema upravljanja

4.2.4. Metode rjeavanja pneumatskih shema upravljanjapotrebna su znanja iz podruja kombinacijske i sekvencijske logike. Ove

razvodnika START. Povrat se dogaa nakon stoje cilindar kvalitetno oblikovao obujmicu postizavanjem potrebne sile.Silu na klipnjai od 10.000 N ostvaruje cilindar promjera 300 mm. Nain privrenja iako nije zadan, proizlazi iz poloajne skice. Ako je takva i konstrukcija, trebat e privrenje na prednjoj prirubnici. Zbog velikog volumena ovog cilindra porast tlaka u stranjoj komori zbivat e se polako. Budui da je sila savijanja manja od sile utiskivanja, cilindar e savijati obujmicu iako nije postignut maksimalni tlak u komori. Dolaskom u krajnji poloaj, klipnjaa eka porast tlaka na definiranu vrijednost kod koje se ostvaruje sila utiskivanja, a nakon toga se vraa natrag. Taj zahtjev postie se kombinacijom razvodnika 3/2 i prosljednog tlanog ventila (1.5), a vrijednost tlaka uzima se iz radnog voda 2(A) cilindra.Kombinacija raznih uvjetaIako je ve bilo rijeenih shema s kombinacijom uvjeta, treba naglasiti da to nisu iznimke ve pravilo. Gotovo su uvijek u praksi zahtjevi koji se postavljaju na upravljake sustave takvi da ih treba prepoznati kao neki od prethodno opisanih uvjeta. Svi oni zajedno ugrauju se u upravljaki sustav. Najbolje e to ilustrirati sluaj dvorunog upravljanja pneumatskom preom.

Primjer 13. Dvoruno aktiviranje pree - poloajna skicaPrimjer 13. Dvoruno aktiviranje pree Pneumatska prea obavlja spajanje dvaju elemenata "pertlanjem. S obzirom na opasnost za radnika, zbog otvorenog alata, zahtijeva se dvoruno aktiviranje pree. Ako radnik otpusti bilo koju ruku s tipkala cilindar pree mora se odmah vratiti u uvueni poloaj. Isto tako da bi se izbjegla i smanjila mogunost ozljede, prea se treba aktivirati jedino ako su oba tipkala pritisnuta unutar 0,5 s (zakon o sigurnosti na radu propisuje to vrijeme). Potrebna sila za pertlanje iznosi 1000 N.Izbor cilindra za potrebnu silu ukazuje na cilindar promjera 50 mm, a privrenje, sukladno poloajnoj skici, na okretite na donjem poklopcu.Prvi se uvjet namee sam po sebi: dva tipkala za aktiviranje, oba pritisnuta, jest uvjet ostvariv funkcijom I. Ona se ostvaruje uvjetno zapornim ventilom. Povrat klipnjae u uvueni poloaj otputanjem jednog tipkala mogue je rijeiti na dva naina. Jedan od njih

je da se povrat glavnog razvodnika ostvari oprugom. Drugi, koji e se ovdje rabiti, jest povezivanje radnog voda 2(A) cilindra s prikljukom 14(Y) na glavnom razvodniku. To je stoga to e biti potrebno s te strane dovesti jo jedan signal. Aktiviranjem oba tipkala preko I ventila signal dolazi na prikljuak 12(Z) glavnog razvodnika. Tek tada je i vod 2(A) pod tlakom i od njega dolazi signal na prikljuak 14(Y). Sada s obje strane djeluju signali, koji se ponitavaju i nita se ne dogaa. Otputanjem jednog od tipkala nestaje uvjeta na I ventilu, nema vie signala na prikljuku 12(Z) i glavni razvodnik se prebacuje u drugi razvodni poloaj zbog djelovanja signala 14(Y).

Ovim nije rijeen zahtjev za istovremenim (unutar 0,5 s) aktiviranjem tipkala. im je u pitanju vrijeme, problem se rjeava razvodnicima s kanjenjem ukapanja. Zahtjev se moe rijeiti tako da se natjeu" signali koji e prije stii na koju stranu glavnog razvodnika. Odnosno, ako se pritisnu oba tipkala unutar 0,5 s, tada bi signal iz I ventila trebao doi na prikljuak 12(Z) prije nego pojedinani signali, koje smo zadrali za 0,5 s, na prikljuak 14 (Y). Budui da se bilo koje tipkalo moe ukljuiti ranije, dovod na prikljuak 12(Z) razvodnika 1.3 treba ii preko ILI ventila. Isto tako na prikljuak 14(Y), poto signali dolaze s dvije strane (iz voda 2 glavnog razvodnika 1.1 i izlaza 2 razvodnika 1.3), potreban je ILI ventil.

#

#normalno kretanje, tj. kretanjebez iodavanja elemenata za usporenje ii ubrzanje kretanja klipnjae, crta e s nagibom od 45 (7t/4 rad); sporo kretanje klipnjae cilindra inog dodavanja pnguenja na odovima crta se nagibom od 30

Crtanje dijagrama put-vrijeme-J6 rad);brzo kretanje klipnjae cilindra inog prikljuenja brzoispusnog entila crta se nagibom od 60 (ji/3 ud);stajanje je prikazano horizontalnom crtom.1 Duine hodova, odnosno put klipnjaa, crtaju se jednakima za sve -Jindre.Svi su parametri u dijagramu neovisni o promjeru cilindra. Kada je dijagramom obuhvaen vei broj cilindara, dijagram svakog od :;ih crta se jedan iznad, ili jedan ispod drugog. Njihovi meusobni utjecaji -ukazuju se strjelicama. Sve su veliine u pravilu bezdimenzionalne, osim u sluajevima kad je to :?og odreenog razloga potrebno.'rimjer 14. Prea za zakivanje

Primjer 14. Prea za zakivanje/ prei za zakivanje potrebno je dva dijela spojiti zakovicom. Nakon umetanja zielova u preu runo se aktivira radni ciklus. Ciklus se sastoji od stezanja idelova cilindrom 1.0 i zakivanja cilindrom 2.0. Klinniaa cilindara 1.0 ide oro, a klipnjaa cilindra 2.0 brzo u hodu naprijed.

Kretanje klipnjae cilindara prikazano je dijagramom put-vrijeme. Nakon davanja signala START razvodnikom 1.2 klipnjaa cilindra 1.0 kree polagano prema naprijed. Dolaskom u svoj izvueni poloaj ona aktivira razvodnik 2.2 koji djelovanjem na glavni razvodnik 2.1 preusmjerava zrak i klipnjaa cilindra 2.0 brzo se kree naprijed. Nakon dolaska u izvueni poloaj klipnjaa se treba vratiti natrag jer je taj cilindar izvrio zadatak zakivanja. Taj je povratak ostvaren njezinim aktiviranjem razvodnika 2.3. Povratkom u uvueni poloaj aktiviranje razvodnik 1.3 koji vraa klipnjau cilindra 1.0 natrag. Time je cijeli radni ciklus zavren. Skidanjem zakovanog izratka i ulaganjem novih moe ponovno zapoeti cijeli proces. Redoslijed kretanja prikazan je dijagramom, a brojkama razvodnika, koje su dodane, odreeno je mjesto njihova ukljuenja. Strjelicama je naznaeno koje kretanje taj razvodnik inicira.Kad bi se za granine razvodnike 2/3 izabrali razvodnici s ticalom i kotaiem i postavili na krajevima hoda klipnjaa, ciklus bi se zaustavio nakon izlaska klipnjae cilindra 2.0. Tada bi bio aktiviran razvodnik 2.3, ali on ne bi mogao prebaciti razvodnik 2.1 u novi razvodni poloaj, jer cijelo vrijeme djeluje signal razvodnika 2.2, to znai daje njegov signal blokirajui. Isto bi se

metode rabe se za vrlo kompleksne probleme upravljanja.Pod inenjerskim metodama podrazumijevaju se metode koje na osnovi tono razraenih pravila rada vode projektanta od poetka do kraja razrade sheme, ubacujui i inaice pravila kod najtipinijih odstupanja. Sve ono to se pojavljuje specifino, ostavlja se projektantu da rijei na temelju osobnog znanja, iskustva i intuicije. Ove se metode rabe za izradu najveeg broja pneumatskih shema upravljanja.

Tri su osnovna naela na kojima se temelje inenjerske metode: funkcijsko, kaskano i korano.Funkcijsko naelo rabe metode koje se za otklanjanje blokirajueg signala oslanjanju na specifinu funkciju rada upotrijebljenoga pneumatskog elementa. To su pneumatski elementi koji, iako trajno aktivirani, na izlazu u sustav daju kratkotrajni signal zbog specifinog funkcioniranja mehanizma aktiviranja.Nijtipinija metoda za ovu grupu je VDMA (kratica od Verein Deutscher Maschinenbau Anstalten - Udruga njemakih ustanova za strojogradnju).Kaskano naelo oznauje segmentno (kaskano) ukljuivanje dijela graninih prekidaa uporabom dodatnog uvjeta (I funkcija). Taj je uvjet izveden jednim od naina ostvarivanja I funkcije, a posebno je proizveden razvodnicima nazvanim kaskadnim razvodnicima. Oni se ukljuuju u skladu sa slijedom odvijanja programa. Metode koje se rabe nazvane su po tvrtkama koje su ih plasirale. Uglavnom se razlikuju samo u vrsti kaskadnog razvodnikakoji rabe. Najpoznatija metoda je kaskadna metoda tvrtke Martonair (iako tvrtka vie ne postoji), koja je znaajnije od drugih rasprostranjena u praksi te se esto sve kaskadne metode poistovjeuju s njom.Korano naelo temelji se na odvijanju programa ostvarenog odreenim nainom povezivanja pneumatskih elemenata, po kojem je u slijed ukljuen uvijek samo izlaz za jedan korak. Svi ostali izlazi su iskljueni. To je jedina sveobuhvatna metoda koja svojim pravilima rada rjeava sve sluajeve odvijanja programa. Temeljna metoda ovog naela rada je metoda korak po korak. Kako ona sadri znatno vie elemenata od prethodnih, znatno je skuplja. Da bi se te rijeilo, razvijena je takt metoda integracijom elemenata u blokove. Ona se sve vie primjenjuje u praksi, jer je sveobuhvatna u nainu rada, a izvedbom blok-elemenata postaje i jeftinija. Neto prije takt metode razvijena je metoda sequenz modul 4, ali nije doivjela veu primjenu.VDMA metoda

Zalobno ticaloElementi koji trajno aktivirani daju kratkotrajne signaleIako se ova metoda u literaturi ne pojavljuje pod posebnim imenom, mnogi je prepoznaju po oznaci koja je kratica Udruge njemakih ustanova za strojogradnju, koja je metodu plasirala, a neke su je velike tvrtke (Feto) prihvatile i dalje razvijale.Dijagram put-vrijemeRad cilindara prikazuje se dijagramom put-vrijeme. U njemu je pojednostavljeni prikaz brzine kretanja klipnjae cilindara te meusobni odnos kretanja vie cilindara. Pojednostavljenje crtanja dijagrama oituje se u nizu dogovora (konvencija) kojih se treba pridravati kod crtanja:1) Brzina kretanja klipnjae cilindara crta se kao da je stalna od poetka do kraja hoda:

#

#

Primjer 16. Ureaj za buenje izradakaPoloajna skicaDijagram put-vrijememjesta podizanja u izlazni spremnik. Izgled i dijagram put-vrijeme poblie definiraju proces rada. Uvjet za zapoinjanje ciklusa je aktiviranje tipke START i pun spremnik, te glava builice u uvuenom poloaju.Zadatci:10. Odsijecanje limaU ureaju za odsijecanje lima cilindrom 1.0 vri se pomak lima za jedan korak. Cilindrom 2.0 obavlja se koenje transportnog valjka. Cilindrom 3.0 odrezuje se lim. Aktiviranje jednog ciklusa obavlja se pritiskom na tipku

11. Zadatak 10. Poloajna skicaZadatak 11. Poloajna skicaSavijanje peraU napravi za savijanje oprunog pera cilindrom 1.0 zaokree se kotai koji savija pero, a nakon toga cilindrom 2.0 vri se oblikovanje glave pera. Trai se pneumatska shema upravljanja.12. Zadatak 12. Poloajna skicaUreaj za punjenje limenki Potrebno je izraditi pneumatsku shemu upravljanja za napravu za punjenje limenki. Aktiviranjem tipke START limenka se cilindrom 1.0 dovodi iz spremnika na vagu. Dolaskom na vagu kuzuljKu vage prekriva refleksnu mlaznicu koja aktivira kretanje cilindra 2.0, a ovaj otvara ventil. Punjenjem kazaljka na vagi zatvara drugu refleksnu mlaznicu koja aktivira vraanje cilindra 2.0 i zatvaranje ventila, a ujedno daje signal cilindru 3.0 da pomakne limenku s vage na transportnu traku. Mogu je trajni i pojedinani rad.Kaskadna metoda tvrtke MartonairKako je ve reeno, to je jedna od najpoznatijih kaskadnih metoda. U prikazu koji slijedi neznatno je modificirana (od strane autora) radi vee jasnoe i lake? namenia odraenih nravila rada Tstn tako i praksa ie nametnula neka pojeUnostavijenja u oznaivanju.

dogodilo i kod povratka klipnjae cilindra 2.0 u uvueni poloaj. Istina, pritiskom na razvodnik 1.3 vratila bi se klipnjaa cilindra 1.0, ali sljedei START signal (razvodnik 1.2) ne bi mogao aktivirati ponovno cijeli radni ciklus. Blokirajui signal u ovom bi sluaju bio signal razvodnika 1.3.Ova metoda rjeava taj problem, kako je ve i prije bilo reeno funkcijom jednog drugog razvodnika, razvodnika sa zglobnim ticalom i kotaiem. On se postavlja neto prije kraja hoda klipnjae cilindra te se kulisom na klipnjai ili dijelom alata, aktivira razvodnik, ali nastavkom kretanja preskoi preko njega. Preskokom on se kratko ukljuuje i daje kratkotrajni signal. U povratnom hodu klipnjaa ga, zbog zglobnog mehanizma, ponovno ne ukljuuje. Smjer u kojem je ukljuen razvodnik prikazuje se na pneumatskoj shemi strjelicom. U ovom sluaju dva blokirajua signala razvodnika 1.3 i 2.2 rijeena su funkcijom rada razvodnika sa zglobnim ticalom i kotaiem.Primjer ustanovljavanja postojanja blokirajuih signala

Namee se pitanje kako unaprijed prepoznati gdje se pojavljuju blokirajui signali. To je mogue ako se analizira dijagram put-vrijeme. Promatra se dijagram na mjestima gdje se na kosu liniju nastavlja horizontalna. Na tom mjestu aktivirani razvodnik ostaje ukljuen cijelo vrijeme mirovanja klipnjae, odnosno duine horizontalne linije. Treba ustanoviti aktivira li se u vremenu trajanja tog mirovanja razvodnik. koji ima isti prvi broj (pripadnost istom cilindru), ali drugi broj suprotne parnosti (ako je parni broj trai se neparni i obratno). Ako se ustanovi da postoji, tada taj razvodnik daje blokirajui signal. Svugdje gdje kosa linija prelazi u kosu liniju (vrhovi), ti su signali kratki, jer samim nainom rada klipnjae razvodnik je ukljuen i odmah iskljuen, budui da se klipnjaa odmah vraa.

Primjer 15. Ureaj za savijanje lima

Primjer 15. Ureaj za savijanje limaPoloajna skicaDijagram put-vrijemePneumatska shema upravljanja: 1 T-I' ,3.2 2.3L I-* i3r2.01.'.01.33.3iai.01132.13.1.I 1 v31.21.32.3U ureaj se runo umee limena traka. Aktiviranjem tipke START zapoinje ciklus. Cilindrom 1.0 dri se traka cijelo vrijeme obrade. Prvo savijanje vri se cilindrom 2.0, a nakon toga drugo savijanje cilindrom 3.0. Otputanjem formiranog proizvoda ciklus je zavren.Primjer 16. Ureaj za buenje izradakaU ureaju se na proizvodu bui jedna rupa. Proizvodi se iz spremnika dodaju na radno mjesto, steu cilindrom i nakon toga bue. Nakon to je obavljena radna operacija novim izratkom gotovi se izradak pomie do

#

#

Poloajna skicaFunkcijski krugA+ B+ B- A- C+ C- Treba upisati oznake u funkcijski krug i podijeliti ga na segmente u kojima se ista oznaka cilindra ne pojavljuje dva puta. U ovom zadatku krug se dijeli samo na dva dijela, to znai da postoje dvije kaskade. Iznad upisanih oznaka cilindra dodaju se oznake razvodnika koje aktivira cilindar u tom smjeru. Crtaju se cilindri, pripadajui glavni razvodnici i meusobnospajaju. U treem redu crtaju se razvodnici 3/2 s ticalom i kotaiem, mani oprugom. Njih ima dva puta toliko koliko ima cilindara (svaki _vljuuje po dva, na krajevima radnog dijela hoda). Ovim razvodnicima riba pridodati i jedan razvodnik aktiviran tipkalom, za davanje startnog znala. U etvrtom redu crta se jedan kaskadni razvodnik. 4/2 razvodnik ostrano tlano aktiviran (broj kaskadnih razvodnika jednak je broju askada umanjenom za jedinicu).k = n-1=2- 1 = 1izlazi iz kaskadnog razvodnika predstavljaju izlaze kaskada. Odredi li se j~ piitvijucak 2(. . r,. t _,j.,. ..........

Primjer 17. Ureaj za utiskivanje oznakareba ih spojiti po zahtjevu funkcijskoga kruga. Izlaz prve kaskade napaja

razvodnike u toj kaskadi b0, a0, cp te izravno aktivira A-. Izlaz druge kaskade napaja razvodnike u svojoj kaskadi c , ap br te izravno aktivira C-. Unutar kaskade razvodnici aktiviraju kretanje cilindara u slijedu. Jedina iznimka je razvodnik cQ koji ne aktivira A+ jer je to poetak cijelog ciklusa, pa se taj impuls dovodi preko startnog razvodnika, da ga se moe po elji proslijediti i time zapoeti novi ciklus.Ako je broj ivasrvuoiiiU iSZ*ooiiiks. od 1, iico,, ili spojiti na ougo.,1.ujo,., nain. Izlazi tree i viih kaskada dobivaju dodatni zadatak da prethodni kaskadni razvodnik dovedu u prvobitni polazni poloaj.

Kretanje klipnjaa cilindara prikazuje se alfa-numerikim(slovno-brojanim) oznakama u horizontalnom ili vertikalnom zapisu.U primjeru pree za zakivanje, ako oznaimo cilindar 1.0 sa A, a cilindar 2.0 sa B, zapis bi glasio:A+ B+ B- A-Usporedni rad vie cilindara u jednom koraku oznauje se pisanjem slova cilindra ispod onoga s kojim usporedno radi, kao npr.:A+ B+ C+ A- B-C-Granini prekidai koji su kod VDMA metode bili oznaeni funkcijskim oznakama (po oznaci se prepoznavalo kojem cilindru pripada i kakvu vrst signala daje), kod kaskadne (a i svih drugih) metode oznauju se oznakama koje odreuju njihov smjetaj (poloajni sustav oznaivanja). Tako razvodnik, to ga ukljuuje npr. klipnjaa cilindra A u hodu naprijed, dobiva oznaku ap a u hodu natrag aQ. Kod cilindra B to su oznake b, i b().Prepoznavanje postojanja blokirajueg signala u procesu rada ustanovljuje se ve u samom zapisu. Ako redoslijed cilindara u izlasku zadrava isti redoslijed u povratku, nee doi do pojave blokirajueg signala. Primjer za to je sljedei zapis:A+ B+ C+ D+ A- B- C- D-Ako je taj redoslijed poremeen dolazi do pojave blokirajueg signala.A+ B+ A- C+ B- C- D+ D-Iz zapisa se ne vidi koji je taj signal, ali dovoljno je saznanje da se moraju rabiti pravila rada kaskadne metode.Pravila rada:1) Oko kruga, u smjeru kazaljke na satu ispie se redoslijed rada cilindra. Uvijek treba vertikalnom crticom naznaiti mjesto gdje zapoinje ciklus.2) Krug se razdijeli u krune isjeke tako da se ni u jednom ne smije pojaviti oznaka istog cilindra dva puta (isto slovo). Svaki kruni isjeak predstavlja jednu kaskadu.3) Svaki cilindar u krajnjim hodovima ukljuuje po jedan 3/2 razvodnik s ticalom i kotaiem.4) Iznad oznake cilindra u krugu se upisuju oznake krajnjih razvodnika koje taj cilindar u naznaenom hodu ukljuuje.5) Razvodnici unutar kaskade (krunog segmenta) ukljuuju izravno kretanje klipnjaa cilindara prema slijedu.6) Razvodnik koji je u kaskadi zadnji upisan ne ukljuuje sljedei zapisani cilindar ve sljedeu kaskadu.7) Ukljuivanjem sljedee kaskade prethodna se brie.8) Kaskada neposredno aktivira kretanje prvog upisanog cilindra u toj kaskadi.9) Kaskada daje svim razvodnicima, upisanim u njoj, dodatni uvjet za njihov rad. Taj uvjet moe biti, u skladu s realizacijom I funkcije, izveden na vie naina (I ventil, serijski spoj, pasivni spoj), ali se najee izvodi u pasivnom spoju. Izlaz iz kaskade dovodi se na prikljuak 1 (P) svih razvodnika u toj kaskadi i tako se ostvaruje I funkcija.10) Kaskadni razvodnici su 4/2 (5/2) razvodnici impulsno (tlano), obostrano aktivirani. Njihov broj jednak je broju kaskada umanjen za 1.Pravila crtanja funkcijskoga kruga

Primjer 17. Ureaj za utiskivanje oznakaNa izratku oblika paralelopipeda obavlja se utiskivanje oznaka. Za to je projektiran poseban ureaj. Nakon aktiviranja poetka rada runim tipkalom se iz gravitacijskog spremnika uzimaju izradci cilindrom A, i dovode se na mjesto utiskivanja. Cilindar A ujedno dri izradak pritegnutim uz kruti graninik za vrijeme obrade. Cilindrom B utiskuju se oznake u izradak. Klipnjaa se nakon utiskivanja oznaka odmah vraa u uvueni poloaj. Nakon povratka klipnjae cilindra B vraa se i klipnjaa cilindra A, te je izradak otputen. Tada kree klipnjaa cilindra C, izbacuje komad s radnog mjesta i vraa se odmah natrag. Time je ciklus zavren.Dijagram put-vrijeme prikazanje radi zornog predoavanja rada ureaja.

Na temelju opisanog naina rada moe se napisati zapis kretanja cilindara:

#

#Za sluaj ponavljanja rada cilindara unutar jednog ciklusa ova metoda to moe rijeiti, ali rjeenja nisu elegantna. Najee se to rjeava postavljanjem, za svari novi ponovljeni hod cilindra u ciklusu, jo jedan par krajnjih razvodnika. To raje prikladno za vei broj ponovljenih hodova cilindra.Prinjer 19. Ureaj za proirivanje ruba cijeviU .redaju se obavlja proirivanje ruba sanitarnih bakrenih cijevi. Nakon to ;e cijev umetnuta u ureaj aktiviranjem tipke START zapoinje ciklus. S cilindrom A obavlja se stezanje, nakon toga cilindar B s prvim alatom otu ljajareoblikovanje ulaza cijevi. Cilindrom C vri se izmjena alata i nakon ton ponovnim kretanjem cilindra B pomou drugog alata obavlja konano oblikovanje ulaza cijevi. U zadnjem koraku istodobno se otputa cijev i vri izuvena alata (postavlja se ponovno prvi alat).Zadatci:13 Ureaj za odrezivanje ipkastog materijala(Urezivanje ipkastog materijala obavlja se u posebno projektiranoj napravi. Prirskom na tipku START cilindar A vri stezanje ipke, a cilindar B pomak za .Ugovarajui korak. Tada cilindar C dri ipku, dok je cilindar D odrezuje od: a varaj uim alatom. Potrebno je izraditi pneumatsku shemu upravljanja.Zadatak 13. Poloajna skica

N: ureda|u se giouaju aluminijsKi uljezovi. ,-vKUviianjeni nptvc u mivi ci.ndrom A dovode se izradci iz gravitacijskog spremnika te se cilindrom

B steu. Posmak radnog stola s izratkom obavlja se posminom jedinkom, odnosno cilindrom C. Nakon obavljenoga glodanja cilindar D izbacuje gotov komad, a posmina jedinica vraa se u svoj polazni poloaj. Potrebno je izraditi pneumatsku shemu upravljanja. Postoji pojedinani i trajni rad.Zadatak 14, Poloajna skica

i

iPrimjer 18. Ureaj za punjenje konzerva

Primjer 18. Ureaj za punjenje konzervaPoloajna skicaKuite 6. Transporter Pumpa7. Vodilica Lijevak8. LimenkaRazvodu i k35. TrnFunkcijski krugPneumatska shema upravljanjaSredinji dio ureaja je dozator, ija se crpka pogoni s pneumatskim cilindrom A. Okretanje preusmjerivaa toka sadraja konzerve obavlja se cilindrom C. Cilindar B s trnom zadrava limenku na vrpci, a nakon punjenja je proputa i odmah zaustavlja novu. Pokretanje jednog ciklusa rada izvodi se aktiviranjem tipke START.

Redoslijed rada cilindara je sljedei:A- C- A+ B- B+ C+Taj se zapis ubiljeava oko funkcijskoga kruga u smjeru kazaljke na satu, te se krug dijeli na segmente tako da se u njima isti cilindar ne pojavljuje dva puta. Postoje tri kaskade, to znai dva kaskadna razvodnika. Na osnovi ve opisanih pravila rada crta se pneumatska shema upravljanja.

Primjer 19. Ureaj za proirenje ruba cijeviPoloajna skicaFunkcijski kingTr^' 1n-^ 11TI il__F k' k'1 1u0 "1,,,4n :[414i: mir:ito ,iSTARTJedno od ogranienja primjene kaskadne metode jest i vei broj kaskadnih razvodnika koji se u napajanju nadovezuju jedan na drugi, te dolazi do pada tlaka.

#

#A+ B+ B- C+ B+ B- C- A-Svaki radni korak zahtijeva jedan taktni modul, to znai da e za rjeenje ove pneumatske sheme upravljanja biti potrebno 8 taktnih modula povezanih u taktni lanac. Kako je to program sa slijednim odvijanjem radnje, nakon to su obavljena kretanja u prvom koraku, granini prekida (3/2 razvodnik) daje signal za ukljuivanje drugog izlaza A2 u taktnom lancu. Taj se postupak ponavlja do kraja. Zadnje aktivirani razvodnik uspostavlja izlaz Yn+] koji se dovodi na prikljuak 1(P) startnog razvodnika. Njegov izlaz 2(A) spaja se s prikljukom Yn na taktnom lancu. Pritiskom na START, ako postoji signal na Y , aktivira se prvi izlaz A, taktnog lanca. Za automatski rad postavlja se razvodnik s mogunou fiksiranja razvodnih poloaja. On je serijski spojen s razvodnikom koji registrira postojanje izradaka u spremniku, ime je ostvaren taj uvjet (I-funkcija).

Radni ciklus moe se prikazati zapisom:

Primjer 20. Pneumatska shema upravljanjaRadi uspostavljanja krajnjih veza brisanja prethodnog izlaza potrebno je izravno spojiti prikljuke Zn i Zn+| na taktnom lancu.

Iz metode korak po korak preuzeto je i jeftinije rjeavanje pneumatske sheme uporabom samo I lana umjesto kombinacije I lana i 3/2 razvodnika. Kako bi se i od I lana mogao graditi taktni lanac, projektiran je novi taktni modul TAC. On u sebi sadri samo I lan. a veliina, nain ugradnje i spojevi su kao i kod ostalih taktnih modula. Izbor tipa taktnog modula obavlja se na ovaj nain:Zapis se dijeli u grupe, u kojima se ne pojavljuje isti cilindar dva puta. U svakoj grupi prvi je korak ostvaren s taktnim modulom TAA, a ostali s TAC. Ako se rabi L signal, zadnji korak se takoer ostvaruje s TAB.Izbo