Rozwiązanie krok po kroku: Naprawa układu elektropneumatycznego

Pomiary rezystancji wykonuje się przy wyłączonym zasilaniu 24 V i zamkniętym dopływie powietrza - napięcie w obwodzie zafałszuje wynik i może uszkodzić miernik. Multimetr przestawia się na zakres rezystancji (Ω) albo na test ciągłości, a przed pomiarami zwiera końcówki - wskazanie bliskie zera potwierdza sprawne przewody pomiarowe.

Mierzy się sam przewód: jedna końcówka na zacisku listwy (np. X2:WY1), druga na zacisku elementu (np. Y1:A1). Sprawne połączenie daje ułamek oma, przerwa - przekroczenie zakresu („OL” albo „1” na lewym brzegu wyświetlacza).

Przewód od wyjścia WY1 sterownika do cewki Y1 zaworu 1V1: końcówki na X2:WY1 i Y1:A1 - miernik pokazuje przekroczenie zakresu, przewód jest przerwany. W tabeli: wartość ∞, jednostka Ω i X w kolumnie niesprawne. Bez tego połączenia cewka Y1 nie dostanie sygnału i 1A1 nie wysunie się.

Przewód od wyjścia WY2 do cewki Y2 zaworu 2V1: końcówki na X2:WY2 i Y2:A1 - wynik bliski zera (ułamek oma, tu zapisany jako ≈ 0), jednostka Ω, X w kolumnie sprawne. Na stanowisku wpisuje się odczyt z miernika, np. 0,2 Ω.

Przewód od wyjścia WY3 do lampki H1: końcówki na X2:WY3 i H1:X1 - wynik bliski zera (ułamek oma, tu zapisany jako ≈ 0), jednostka Ω, X w kolumnie sprawne. Na stanowisku wpisuje się odczyt z miernika, np. 0,2 Ω.

Przewód powrót cewki Y1 do listwy 0 V: końcówki na Y1:A2 i X1:0V - wynik bliski zera (ułamek oma, tu zapisany jako ≈ 0), jednostka Ω, X w kolumnie sprawne. Na stanowisku wpisuje się odczyt z miernika, np. 0,2 Ω.

Przewód powrót cewki Y2 do 0 V: końcówki na Y2:A2 i X1:0V - miernik pokazuje przekroczenie zakresu, przewód jest przerwany. W tabeli: wartość ∞, jednostka Ω i X w kolumnie niesprawne. Bez tego połączenia obwód cewki Y2 nie zamknie się do 0 V.

Przewód powrót lampki H1 do 0 V: końcówki na H1:X2 i X1:0V - miernik pokazuje przekroczenie zakresu, przewód jest przerwany. W tabeli: wartość ∞, jednostka Ω i X w kolumnie niesprawne. Bez tego połączenia obwód lampki H1 nie zamknie się do 0 V.

Połączenia z wierszy 1, 5, 6 tabeli 3 są przerwane - trzeba je wymienić. Przed odkręceniem pierwszego zacisku zasilanie 24 V musi być wyłączone, a dopływ powietrza zamknięty - egzaminator obserwuje, czy przewody są wymieniane przy wyłączonych mediach. Tabela 3 opisuje stan przed naprawą, więc zostaje bez zmian.

Nowy przewód docina się na długość trasy (bez naprężenia i bez długiej pętli), ściąga izolację ściągaczem na długość tulejki i na końcówki zakłada tulejki zaciskane praską - żyła linki nie może się rozchodzić pod zaciskiem. Zaciski dokręca się wkrętakiem o pasującym grocie. Każde narzędzie służy do swojej czynności: izolacji nie zdejmuje się nożem ani zębami szczypiec, a tulejki nie zgniata się kombinerkami.

Po wymianie przewodów pomiar powtarza się na tych samych zaciskach - każde połączenie z tabeli 3 ma teraz rezystancję bliską zera. Ten pomiar to kontrola naprawy, nie wpis do tabeli.

Arkusz nie wymienia, których elementów brakuje. Klucz ocenia zamocowanie i aktywację czujników B1, B2 i B3, więc rozwiązanie opisuje montaż czujników - inny brakujący element montuje się tak samo, według rysunku 1, rysunku 2 i tabeli 1.

B1 to czujnik kontaktronowy (zestyk NO, dwa przewody, wyprowadzenia 3 i 4): zacisk 3 do listwy +24 V, zacisk 4 do wejścia sterownika. Czujnik wsuwa się w rowek cylindra siłownika 1A1 i przesuwa do miejsca, w którym tłok z magnesem stoi przy wsuniętym tłoczysku. Ustawienie: tłoczysko przesuwa się ręcznie do pozycji krańcowej (bez powietrza), a czujnik przesuwa się wzdłuż rowka do zapalenia diody, potem jeszcze 1-2 mm dalej w stronę środka strefy działania, i dokręca wkrętem.

B2 to czujnik półprzewodnikowy trójprzewodowy PNP NO: BN (brązowy) do +24 V, BU (niebieski) do 0 V, BK (czarny) do wejścia sterownika. Czujnik wsuwa się w rowek cylindra siłownika 1A1 i przesuwa do miejsca, w którym tłok z magnesem stoi przy wysuniętym tłoczysku. Ustawienie: tłoczysko przesuwa się ręcznie do pozycji krańcowej (bez powietrza), a czujnik przesuwa się wzdłuż rowka do zapalenia diody, potem jeszcze 1-2 mm dalej w stronę środka strefy działania, i dokręca wkrętem. B2 i B1 są na tym samym siłowniku - na przeciwnych końcach cylindra.

B3 to czujnik półprzewodnikowy trójprzewodowy PNP NO: BN (brązowy) do +24 V, BU (niebieski) do 0 V, BK (czarny) do wejścia sterownika. Czujnik wsuwa się w rowek cylindra siłownika 2A1 i przesuwa do miejsca, w którym tłok z magnesem stoi przy wsuniętym tłoczysku. Ustawienie: tłoczysko przesuwa się ręcznie do pozycji krańcowej (bez powietrza), a czujnik przesuwa się wzdłuż rowka do zapalenia diody, potem jeszcze 1-2 mm dalej w stronę środka strefy działania, i dokręca wkrętem. Siłownik 2A1 ma sprężynę zwrotną, więc bez powietrza stoi wsunięty i dioda B3 powinna świecić od razu.

Pomiary napięć wykonuje się przy włączonym zasilaniu 24 V DC, ale bez sprężonego powietrza - stany czujników zmienia się ręcznie, przesuwając tłoczyska. Przed włączeniem zasilania podnosi się rękę i czeka na zgodę egzaminatora; tak samo później przed podaniem powietrza i przed każdym uruchomieniem układu.

Miernik na zakresie napięcia stałego (V DC): czerwona końcówka na X2:WE1, czarna na X1:0V. S1 ma zestyk NO - niewciśnięty nie przewodzi, więc na wejściu jest około 0 V, a wciśnięty podaje około 24 V. Zgodność ze schematem = element sprawny.

Na stanowisku wpisuje się odczyt z miernika z jednostką (np. 23,8 V przy wejściu aktywnym), a nie wartość ze schematu - egzaminator porównuje wpisy z własnym pomiarem. Tu zapisano wartości przybliżone.

S2 ma zestyk NC, więc odwrotnie niż S1: niewciśnięty - około 24 V, wciśnięty - około 0 V. Przycisk STOP z zestykiem NC to celowy wybór - przerwa w przewodzie działa jak wciśnięty STOP.

B1 (kontaktronowy) przy tłoczysku 1A1 poza pozycją wsuniętą - około 0 V, przy wsuniętym (czujnik aktywny, dioda świeci) - około 24 V. Tłoczysko przesuwa się ręcznie, bo powietrze jest odcięte.

B2 (półprzewodnikowy PNP) - nieaktywny przy wsuniętym tłoczysku 1A1 (około 0 V), aktywny po ręcznym wysunięciu do końca (około 24 V). Wyjście PNP podaje na wejście plus zasilania.

B3 (półprzewodnikowy) na 2A1 - przy wsuniętym tłoczysku (spoczynek, sprężyna) aktywny, około 24 V; po ręcznym odsunięciu tłoczyska nieaktywny, około 0 V.

Nowy schemat w LOGO!Soft (Plik > Nowy > Schemat połączeń, FBD). Najpierw bloki wejść i wyjść według rysunku 1: I1 - S1, I2 - S2, I3 - B1, I4 - B2, I5 - B3 oraz Q1 - Y1, Q2 - Y2, Q3 - H1. Nazwy (Edycja > Nazwy wejść/wyjść) widać nad blokami - to pierwsze komentarze programu.

Algorytm z rysunku 3 to sieć działań SFC z siedmioma krokami. W FBD każdy krok, który coś pamięta, dostaje przekaźnik zatrzaskowy RS (ustaw - wejście S, kasuj - wejście R), a przejścia to bramki AND i OR.

Warunek startu z rysunku 3 to S1 ∧ S̄2 ∧ B1 ∧ B3. AND B001 zbiera przewodami I1, I2 i I3. S2 ma zestyk NC: niewciśnięty daje na I2 jedynkę, więc wchodzi do bramki bez negacji - „S̄2” z rysunku dotyczy przycisku, nie sygnału (uwaga pod rysunkiem 3).

AND B002 dokłada B3 (odnośnik z I5) i warunek „układ jeszcze nie pracuje” - odnośnik z flagi M1 z negacją. Bez niego S1 wciśnięty w czasie pracy zaczynałby cykl od nowa.

Przekaźnik RS B003 (praca) zapamiętuje start; kasuje go warunek zatrzymania z AND B021 (opis przy kroku 7). Jego wyjście trafia do flagi M1 - pętla zwrotna do B002 i dalej musi przejść przez flagę, LOGO nie pozwala zamknąć jej przewodem. Z B003 startuje też zegar T1 (B026, opóźnienie załączenia, 4 s) - to akcja „D T#4s T1” kroku 1.

Dwuklik na B026: nazwa T1, czas 04:00 w sekundach. Krok 1 kończy się, gdy T1 odliczy 4 s.

Przejście T1 → krok 2 musi zadziałać raz, a wyjście zegara T1 zostaje w jedynce przez całą pracę. Dlatego wchodzi do AND (Zbocze) B004 - jedynka tylko w cyklu, w którym T1 się załączył. OR B005 dokłada drugie wejście do kroku 2 - powrót z kroku 7 (odnośnik z B022).

Krok 2 to RS B006: wyjście steruje Q2 - Y2 (akcja N - Y2 tylko w tym kroku) i flagą M2, a z M2 startuje zegar T2 (B030, 5 s). Po 5 s T2 kasuje B006 przez OR B028 (odnośnik z B030 na wejściu R) - Y2 gaśnie, 2A1 wraca sprężyną.

Dwuklik na B030: czas 05:00 s. Nazwy bloku nie trzeba - T2 ma dwa odnośniki i dłuższa nazwa nachodziłaby na sąsiednie bloki, a w komentarzu „Krok 2” i tak widać, że to zegar T2.

Akcja „S Y1” ustawia cewkę na stałe, więc Y1 to osobny RS B008: ustawia go T2 (odnośnik z B030), kasuje warunek kroku 5 albo 7 (OR B012). Wyjście idzie na Q1 - Y1 i flagę M3 - z niej korzystają bramki synchronizacji.

Przejście 3 → 4 to B2 ∨ B3 (OR B013), a krok 4 uruchamia T3 (B015, 1 s). AND B014 łączy to z M3 (Y1 załączona) - zegar liczy od chwili, gdy pierwszy z czujników B2 albo B3 się uaktywni.

Dwuklik na B015: nazwa T3, czas 01:00 s. To dopuszczalna różnica czasu między B2 i B3.

AND B007 = B2 ∧ B3, AND B009 = to samo w czasie, gdy Y1 jest załączona (M3). Dalej dwie bramki rozgałęzienia: B010 dokłada T3 (różnica 1 s lub więcej - krok 5), B016 dokłada T3 z negacją (różnica poniżej 1 s - krok 7).

Krok 5 to RS B011 (błąd synchronizacji), krok 7 - RS B017. Oba kasują Y1 przez OR B012 („R Y1” w obu krokach). Krok 7 kasuje OR B018: wejście do kroku 2 (odnośnik z wyjścia Q2 - Y2 świeci tylko w kroku 2) albo koniec pracy (M1 z negacją). B018 kasuje B011 przewodem, a B017 - przez OR B029 (odnośnik z B018).

AND B019 = B1 ∧ (krok 5 lub 7). AND B020 dokłada S2 niewciśnięty (I2 = 1). Stąd dwa wyjścia: B022 = B020 ∧ krok 7 - powrót do kroku 2 (nowy cykl), oraz B021 = B019 ∧ ¬B020 - B1 przy wciśniętym S2, czyli zatrzymanie: kasuje pamięć pracy B003, a przez M1 resztę pamięci.

Krok 6 zaczyna się po B1 w kroku 5: AND B023 = B019 ∧ B011 zezwala generatorowi impulsów asynchronicznych B027. Lampka Q3 - H1 to OR B024: miganie z generatora albo światło ciągłe z AND B025 - praca (B003) i nie krok 5 (negacja). H1 świeci od kroku 1 („S H1”), gaśnie w kroku 5 („R H1”) i po zatrzymaniu.

Dwuklik na B027: czas impulsu i przerwy po 0,5 s - okres 1 s, czyli 1 Hz.

Arkusz wymaga komentarzy w poszczególnych sekwencjach. Poza nazwami wejść i wyjść każdy fragment dostaje opis narzędziem tekstu (ikona „A” na pasku): kroki 0-1 (start i praca, T1), krok 2 (Y2 i T2), krok 3 (S/R Y1), krok 4 (B2 lub B3 uruchamia T3), rozgałęzienie na kroki 5 i 7, wyjścia z kroku 7 i krok 6 (miganie H1). Linie łączące bloki się nie pokrywają, a przy żadnym bloku nie ma więcej niż dwóch etykiet odnośników.

Program zapisuje się (Plik > Zapisz jako, tu ELM06_23_06_02.lsc) i przesyła do sterownika: Narzędzia > Transfer > PC -> LOGO! (Ctrl+D), a po przesłaniu przełącza sterownik w tryb RUN. Sterownik zostaje w RUN do końca egzaminu - egzaminator sprawdza to po wyjściu zdającego.

Symulacja (Narzędzia > Symulacja, F3), spoczynek: I2 = 1 (S2 niewciśnięty), I3 = 1 (B1 - 1A1 wsunięty), I5 = 1 (B3 - 2A1 wsunięty). Wszystkie wyjścia wyłączone. Przy I3 = 0 albo przy wciśniętym S2 (I2 = 0) S1 nic nie uruchamia - start wymaga obu tłoczysk w pozycji wsuniętej.

S1 przy spełnionych warunkach: zapala się Q3 - H1 i rusza T1. Poniżej przebieg cyklu w symulacji: start, Y2, Y1, synchronizacja, powrót 1A1, drugi cykl i zatrzymanie przyciskiem S2.

Po 4 s (nastawa T1; w symulacji Y2 zapala się kilka sekund po H1, a nie od razu) załącza się Q2 - Y2: zawór 2V1 podaje powietrze i 2A1 wysuwa się bez dławienia - 2V2 dławi tylko powrót. B3 przestaje być aktywny (I5 = 0).

Po 5 s (nastawa T2) Y2 gaśnie - sprężyna cofa 2A1 - i załącza się Q1 - Y1: 1A1 wysuwa się. Oba ruchy idą jednocześnie, dlatego ich czasy trzeba zgrać dławikami.

I4 = 1 (B2), a chwilę później I5 = 1 (B3) - różnica poniżej 1 s. Y1 gaśnie (krok 7), 1A1 wraca, a H1 świeci dalej przez cały wsuw.

I3 = 1 (1A1 wsunięty) przy S2 niewciśniętym: od razu Y2 i T2 - nowy cykl od kroku 2, bez ponownego S1 i bez odliczania T1. H1 świeci cały czas.

Drugi cykl, synchronizacja poprawna, 1A1 wraca. S2 wciśnięty i trzymany (I2 = 0) - na razie nic się nie zmienia, H1 świeci. Gdy 1A1 dojdzie do B1 przy wciśniętym S2, praca się kończy: Y1 i Y2 wyłączone.

Po zatrzymaniu H1 gaśnie razem z resztą wyjść, a zwolnienie S2 niczego nie uruchamia - kolejny start tylko przyciskiem S1.

Nowy cykl, ale B3 dochodzi 3.36 s po B2. Dopóki aktywny jest tylko B2, Y1 zostaje załączona. Gdy dołączy B3 (po odliczeniu T3), Y1 i H1 gasną - krok 5, 1A1 wraca.

Po powrocie 1A1 do B1 lampka H1 miga - generator 1 Hz; próbki lampki w symulacji przechodziły na zmianę przez 0 i 1, a cewki zostały wyłączone (praca przerwana). Wciśnięcie S2 kończy miganie i pracę.

Po zgłoszeniu i zgodzie egzaminatora otwiera się dopływ powietrza i pokrętłem reduktora zespołu przygotowania powietrza ustawia ciśnienie 4 bary (0,4 MPa) na manometrze - zgodnie z rysunkiem 2. Pokrętło blokuje się, żeby nastawa nie uciekła przy dalszej regulacji.

Powrót 2A1 (sprężyna, Y2 wyłączona) ma trwać 2 s ± 0,5 s. Dławik 2V2 dławi powietrze uchodzące z komory siłownika - pokrętłem zmniejsza się przepływ, aż pomiar stoperem od zgaśnięcia Y2 (koniec 5 s) do zapalenia diody B3 da wymagany czas. Pomiar powtarza się 2-3 razy.

Wsuw 1A1 (Y1 wyłączona, krok 7) ma trwać 2,0 s ± 0,5 s. Dławik 1V2 przy komorze tłokowej dławi powietrze uchodzące przy wsuwie - stoperem od zgaśnięcia diody B2 do zapalenia B1.

Wysuw 1A1 dobiera się do powrotu 2A1 (2 s): dławik 1V3 przy komorze tłoczyskowej dławi powietrze uchodzące przy wysuwie 1A1. Reguluje się go, aż diody B2 i B3 zapalają się praktycznie jednocześnie - różnica poniżej 1 s, a lampka H1 świeci dalej po wysuwie (synchronizacja poprawna). Zbyt szybki albo zbyt wolny 1A1 daje różnicę 1 s lub więcej, H1 gaśnie, a po powrocie miga.

Układ uruchamia się w okularach ochronnych - przewód pneumatyczny wypięty pod ciśnieniem potrafi uderzyć w twarz. Test od spoczynku: S1, H1, po 4 s 2A1, po 5 s 1A1 z powrotem 2A1, kilka cykli bez ingerencji, potem S2 przytrzymany w czasie wsuwu 1A1. Ręce z dala od tłoczysk, zmiany w układzie tylko po wyłączeniu mediów.

Ze stanowiska zbiera się resztki przewodów i końcówki izolacji, narzędzia i miernik odkłada na miejsce. Zasilanie i powietrze zostają włączone, sterownik w RUN, na monitorze otwarty program wgrany do sterownika, a arkusz z tabelami 3 i 4 zostaje na stanowisku.