Структура принципиальной схемы системы должна соответствовать ее блок-схеме, при этом последовательность прохождения сигнала должна изображаться снизу вверх.
На принципиальной схеме применяются упрощенные условные обозначения. При создании больших принципиальных схем, подсистема энергоснабжения (блок подготовки воздуха, запорный кран, различные присоединительные устройства) для упрощения изображаются на чертежах отдельно.
Изображение трубопроводов на принципиальной схеме системы не обязательно должно соответствовать действительной (монтажной) схеме прокладки трубопроводов на установке.
Рис. 2. Структура системы управления.
Обозначения элементов схемы.
Информационные устройства должны быть изображены на принципиальной схеме в не включенном состоянии. Если распределители в исходном положении находятся под воздействием сигнала управления, то это показывается, к примеру, изображением воздействия кулачка на толкатель распределителя. В этом случае распределитель показывается во включенном состоянии.
Цифровое обозначение.
При цифровом обозначении нумерация отдельных элементов группы 0 охватывает элементы энергоснабжения. Группы 1, 2,... – отдельные управляющие цепи. Каждому цилиндру обычно присваивается номер группы (рис. 3-1).
Буквенное обозначение.
Буквенное обозначение применяется, прежде всего, при систематическом проектировании принципиальных схем. Обозначение конечных выключателей взаимосвязано с обозначением цилиндров, с помощью которых они управляются (рис. 3-2).
| 0.1, 0.2 и т.д. | Элементы системы питания |
| 1.0, 2.0 и т.д. | Исполнительные устройства |
| 1.1, 2.1 и т.д. | Управляющие распределители |
| .01,.02 и т.д. | Элементы, расположенные между исполнительными устройствами и управляющим распределителем |
| .2,.4 и т.д. | Элементы, которые вызывают выдвижение штока |
| .3,.5 и т.д. | Элементы, которые вызывают втягивание штока |
| Цифровое обозначение элементов схем |
| А, В и т.д. | Исполнительные устройства |
| а0, в0 и т.д. | Концевые выключатели, которые приводятся в движение цилиндрами А, В, … при втянутом положении штока |
| а1, в1 и т.д. | Концевые выключатели, которые приводятся в движение цилиндрами А, В, … при выдвинутом положении штока |
| Буквенное обозначение элементов схем |
Рис. 3. Обозначение элементов пневмосхем.
Основные правила изображения схем:
· Реальное пространственное расположение элементов не принимается во внимание.
· Цилиндры и распределители должны, по возможности, изображаться горизонтально.
· Поток энергии в цепи управления направлен снизу вверх.
· Источник энергии может изображаться в упрощенном виде.
· Отдельные элементы должны представляться в исходном или не включенном положении. Элементы, находящиеся под воздействием сигнала управления, должны изображаться совместно с переключающим толкателем.
· Линии трубопроводов должны быть прямыми и, по возможности, без пересечений. Места соединений трубопроводов под прямым углом (тройники, крестовины), отмечают точкой.
«Жизненный» цикл пневматической системы.
«Жизненный» цикл – это процесс, охватывающий все этапы от постановки проблемы до ее модернизации (рис. 4).
На этом рисунке показаны различные этапы разработки пневматической системы, составляющие весь цикл ее существования.
Рис. 4. Жизненный цикл пневматической системы
Анализ.
Первым шагом является определение функционального назначения системы. При этом следует помнить, что проектирование или модернизации решения не являются частью этапа анализа. Последовательность общего плана проектирования может корректироваться.
Проектирование.
Разработка проекта включает два этапа:
На первом этапе разрабатывается эскизный проект системы, в рамках которого выбираются основные компоненты системы и источники энергоснабжения. Здесь же могут быть рассмотрены и альтернативные решения.
На втором этапе проектирования разрабатывается технический проект, в рамках которого ведется:
· разработка пневматической системы, включая определение параметров и выбор аппаратуры;
· разработка документации;
· уточнение дополнительных требований к системе;
· составление плана реализации проекта;
· составление перечня элементов и спецификации;
· проведение расчетов стоимости.
Реализация проекта.
Перед монтажом системы на объекте управления должно быть полностью проверено функционирование системы. После окончательного монтажа установки необходимо еще раз провести функциональное тестирование системы. Для того, чтобы быть уверенным в полной работоспособности системы, необходимо проверить все ожидаемые режимы работы, такие как ручное управление, автоматическое управление, аварийное выключение, блокировка частей системы и т.д.
Оценка системы.
После завершения процесса наладки и пуска системы, сравниваются ее фактические параметры с данными технического задания.
Обслуживание.
Регулярное и тщательное обслуживание системы позволяет сократить время простоев, повысить надежность и снизить эксплуатационные расходы.
После отработки системой определенного числа циклов, некоторые из входящих в нее элементов, могут проявить признаки преждевременного износа, причиной которого являются:
· их неправильный выбор;
· изменений условий работы.
Совершенно очевидно, что при регулярном обслуживании системы, уменьшается опасность выхода ее из строя.
Модернизация системы.
Обобщенные данные по опыту производства, обслуживания и ремонта, позволяют дать рекомендации для повышения надежности системы при ее возможной модернизации.
Пособия и инструменты
1. Лабораторный стол для монтажа пневмоэлементов с компрессором.
2. Пневмоцилиндр одностороннего действия – 1 шт.
3. Пневмоцилиндр двустороннего действия – 1 шт.
4. 3/2-распределитель с пружинным возвратом, управлением от кнопки, нормально закрытый с глушителем – 1 шт.
5. 3/2-распределитель с пружинным возвратом, пневмоуправлением, нормально закрытый с глушителем – 1 шт.
6. 5/2-распределитель с пружинным возвратом, пневмоуправлением, с глушителем – 1 шт.
7. Тройник – 1 шт.
8. Комплект пневмошлангов.
Методические указания по выполнению:
1. Изучив условие задачи, предложить пути ее решения, применив цилиндры одностороннего и двустороннего действия и необходимые распределители.
2. Нарисовать пневмосхему устройства и проанализировать ее работоспособность.
3. Собрать пневмосхему из реальных элементов на лабораторном столе и проверить ее работоспособность.
4. Убедиться, что предложенная пневмосхема удовлетворяет условию задачи.
Задача
Рис. 5. Проектируемое устройство
Постановка задачи.
Шток цилиндра должен выдвигаться при нажатии на кнопку и втягиваться после ее отпускания. Цилиндр имеет диаметр поршня 250 мм и потребляет большой расход воздуха.
Задание.
Составьте и нарисуйте две принципиальные схемы системы. Одну – с использованием цилиндра одностороннего действия и 3/2-распределителя, и другую – с использованием цилиндра двустороннего действия и 5/2-распределителя.
Обозначьте элементы и все их присоединительные линии (каналы).
Опишите принцип действия системы, используя их принципиальные схемы.
Выполнение работы
Рис. 5. Принципиальная схема системы с цилиндром одностороннего действия
Описание работы системы
3/2-распределитель с ручным управлением от кнопки 1.2 при срабатывании открывает проход воздуху от канала питания 1 (Р) к выходному каналу 2(A), где появляется пневматический сигнал, поступающий на вход 12(Z) управляющего распределителя 1.1. Этим сигналом распределитель 1.1 переключается, преодолевая силу действия пружины, после чего канал питания 1(Р) соединяется с выходным каналом 2(A), открывая проход воздуху в полость цилиндра. Поршень цилиндра начинает двигаться, шток выдвигается. Сигнал на управляющем входе 12(Z) распределителя 1.1 будет существовать, и шток цилиндра будет оставаться в выдвинутом положении до тех пор, пока будет нажата кнопка 1.2. Это и есть непрямое управление цилиндром от кнопки.
Если кнопку отпустить, возвратная пружина переместит распределитель 1.2 в исходное положение, отсекая выходной канал 2(A) от питания соединяя его с атмосферой через канал 3(R). Это приведет к исчезновению сигнала управления на распределителе 1.1, который под действием пружины возвращается в исходное положение, соединяя полость цилиндра с атмосферой. При этом пружина цилиндра 1.0 перемещает поршень со штоком в исходное положение.
Рис. 6. Принципиальная схема системы с цилиндром двустороннего действия
Описание работы системы
Выводы
Контрольные вопросы для защиты лабораторной работы
1. Как поведет себя шток цилиндра, если на короткое время нажать кнопку, а затем отпустить ее?
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
2. Возможно ли применения в обеих схемах 4/2-распределителя? Изобразите схемы его подключения к пневмоцилиндрам.