Rozwiązanie krok po kroku: Modernizacja hamulca pneumatycznego

Moment hamujący to siła tarcia razy ramię, na którym działa: M = R · T. Stąd T = M : R = 40 N·m : 0,1 m = 400 N. W wierszu 3 wpisuje się wartość 400 i jednostkę N - w tym wierszu obie kolumny są w arkuszu wykropkowane.

⚠️ Rozbieżność arkusz-klucz: kryterium R.1.2 klucza mówi o jednostce „N” w wierszu 5, ale w tabeli arkusza jednostka wiersza 5 jest już wydrukowana, a do uzupełnienia jest jednostka wiersza 3 (do niej odwołuje się też R.1.1). Wpisane jest więc „N” w wierszu 3, a wydrukowane „N” w wierszu 5 zostaje bez zmian - przy takim wypełnieniu oba kryteria są spełnione.

Siła tarcia zależy od siły docisku klocka i współczynnika tarcia: T = F · μ, więc F = T : μ = 400 N : 0,4 = 1000 N. Jednostka (N) jest w wierszu 5 wydrukowana - wpisuje się samą wartość.

Siłę docisku daje tłok siłownika: F = p · S, więc p = F : S. Pole tłoka trzeba najpierw zamienić na metry kwadratowe: 20 cm² = 20 : 10 000 = 0,002 m². Wtedy p = 1000 N : 0,002 m² = 500 000 Pa, a po podzieleniu przez 100 000 - 5 bar. Wpisuje się 5 i jednostkę bar (równoważnie 500 000 Pa albo 0,5 MPa) - tę wartość ustawia się potem na zaworze redukcyjnym.

Przewód zasilający sprężonym powietrzem podłącza się do wejścia zespołu przygotowania powietrza 0Z1 (zawór odcinający i reduktor z manometrem na rysunku 2). Przed otwarciem zaworu odcinającego zgłasza się gotowość przez podniesienie ręki i czeka na zgodę egzaminatora - tak samo przed każdym włączeniem zasilania elektrycznego. Od pierwszego testu z powietrzem do końca prac przy pneumatyce zakłada się okulary ochronne.

Pokrętło reduktora 0Z1 odblokowuje się (zwykle przez pociągnięcie do góry), a potem obraca do momentu, aż manometr pokaże 5 bar - wartość z wiersza 7 tabeli 1. Dopuszczalna odchyłka to 0,2 bara, czyli od 4,8 do 5,2 bara. Ciśnienie najlepiej ustawiać od dołu (zwiększając), a na koniec zablokować pokrętło.

Na rysunku 4 dolne opisy zacisków mówią, skąd przychodzi zasilanie: L+ do jednego z zacisków „1” (czerwona grupa zwartych zacisków), L- do jednego z zacisków „0” (niebieska grupa). Przewodem czerwonym łączy się zacisk „+” zasilacza z „1”, niebieskim albo czarnym „-” z „0”. Zasilacz jest przy tym wyłączony; włącza się go dopiero po zgłoszeniu gotowości i zgodzie egzaminatora.

W LOGO!Soft: Plik > Otwórz, pulpit, folder ELM_06_01, plik Program_01. Program na zrzucie jest odtworzony z cyklogramu na rysunku 5: S1 (wejście I1) przy niewciśniętym S2 (I2, styk NC - stan 1, gdy przycisk nie jest wciśnięty) ustawia przekaźnik RS B005 „Cykl pracy”. Wyjście RS załącza od razu Y1 (Q2) przez blok opóźnienia wyłączenia B004 (t2 = 1 s) i po 1 s K1 (Q1) przez opóźnienie załączenia t1. Wciśnięcie S2 (I2 = 0, negacja B002) kasuje RS: K1 gaśnie od razu, Y1 po 1 s.

Wgranie: przy podłączonym kablu komputer-sterownik Narzędzia > Transfer > PC -> LOGO! (Ctrl+D), wybór interfejsu ze stanowiska, potwierdzenie przejścia sterownika w STOP, a po wgraniu - w RUN. Dokładne nazwy poleceń zależą od programu sterownika na stanowisku.

Z cyklogramu (rysunek 5): po S1 tłoczysko 1A1 wsuwa się przez 2 s (od 0 do 2 s), a po wyłączeniu Y1 wysuwa się przez 2 s (od 5 do 7 s). Zawory dławiąco-zwrotne 1V2 i 1V3 dławią powietrze wypływające z siłownika, więc każdy z nich reguluje jeden kierunek ruchu. Cykl uruchamia się przyciskiem S1, zatrzymuje S2, czas mierzy stoperem i poprawia pokrętło odpowiedniego dławika - aż oba ruchy trwają 2 s (dopuszczalnie od 1,5 do 2,5 s). Na koniec zgłasza się zakończenie uruchomienia i regulacji oraz gotowość do modernizacji.

Prace przy przewodach wykonuje się przy wyłączonym zasilaniu (i zamkniętym powietrzu). Według rysunku 7 dochodzą trzy połączenia: S3:1 - X1:1 (wyłącznik dostaje +24 V z grupy zacisków „1”), S3:2 - X1:13 (styk NC wyłącznika podaje sygnał na wejście WE3 sterownika) i B1:4 - X1:14 (wyjście czujnika B1, ten sam sygnał, który zapala lampkę H2, idzie teraz także na wejście WE4). Przewody prowadzi się krótko, a końcówki dokręca się wkrętakiem dobranym do zacisku.

Po modernizacji przewodów sterownik ma dwa nowe sygnały: S3 na WE3 (zacisk 13) i B1 na WE4 (zacisk 14). W LOGO!Soft z drzewa Instrukcje > Stałe > Konektory > Wejście przeciąga się dwa bloki wejść - dostają numery I3 i I4. Nazwy nadaje się w Edycja > Nazwy wejść/wyjść: I3 „S3 wylacznik (NC)”, I4 „B1 czujnik”. S3 ma styk NC, więc gdy wyłącznik nie jest wciśnięty, na I3 jest stan 1 - tak samo jak przy S2.

Start cyklu ustawia przekaźnik RS B005 przez bramkę AND B001. Miała dwa wejścia (I1 i I2), teraz dostaje cztery: I1 (S1 wciśnięty), I2 (S2 niewciśnięty - styk NC daje 1), I3 (S3 niewciśnięty - też NC) i I4 (czujnik B1 aktywny). Przewody łączy się narzędziem Podłącz od wyjścia bloku wejścia do wolnego wejścia bramki. Brak któregokolwiek warunku daje na wyjściu B001 zero, więc RS nie zostaje ustawiony i cykl nie rusza.

Wciśnięty S3 daje na I3 zero, więc negacja B006 (NOT) daje jedynkę. Ten sygnał robi dwie rzeczy: przez bramkę OR B008 (razem z negacją S2 z B002) kasuje przekaźnik RS „Cykl pracy”, a podany na wejście R bloku opóźnienia wyłączenia B004 zeruje jego wyjście bez odliczania czasu. Dzięki temu S3 wyłącza Y1 od razu, a nie po czasie t2 - i K1, który zależy od RS, też gaśnie w tej samej chwili.

Blok opóźnienia załączenia t1 (1 s) przed Q1 usuwa się (zaznaczenie i Delete). W jego miejsce wchodzi bramka AND B003 „warunek K1” z trzema wejściami: wyjście RS „Cykl pracy”, wyjście bloku B004 (to ono steruje Y1, więc K1 zależy od załączonej cewki Y1) i negacja B009 wejścia I4 - jedynka, gdy czujnik B1 przestał być aktywny. Wyjście B003 idzie prosto na Q1, bez żadnego timera, więc K1 załącza się w chwili spełnienia warunków. Wejście RS w tej bramce sprawia, że po S2 stycznik gaśnie od razu, choć Y1 jeszcze odlicza czas.

Opóźnienie wyłączenia Y1 liczy blok B004 „t2”: jego wejście Trg to RS „Cykl pracy”, który S2 kasuje razem z K1. Wyłączenie K1 i początek odliczania to więc ta sama chwila. Dwuklik na bloku otwiera parametry - zamiast 1 s wpisuje się 5 sekund i OK.

Cały program po zmianach: przy bloku B004 widać nastawę 05:00s+. Zapis: Ctrl+S (plik Program_01 w folderze ELM_06_01), potem wgranie do sterownika tak samo jak na początku (Ctrl+D, RUN) i test na stanowisku. Okno z programem zostaje otwarte do końca egzaminu.

Przed wgraniem do sterownika program można sprawdzić w symulacji LOGO!Soft (Narzędzia > Symulacja, F3). Na dole okna są przełączniki wejść I1-I4 i lampki Q1 (K1) oraz Q2 (Y1). Stan spoczynku stanowiska: I2 = 1 i I3 = 1 (S2 i S3 niewciśnięte, styki NC), I4 = 1 (B1 aktywny). Załączenie I1 (S1) zapala Q2 - Y1, a Q1 - K1 jest jeszcze wyłączone, bo B1 nadal jest aktywny. Linie z sygnałem 1 są czerwone.

Na stanowisku po załączeniu Y1 hamulec się luzuje, tłoczysko wsuwa i czujnik B1 przestaje być aktywny. W symulacji: I1 z powrotem na 0 (puszczony S1 - Y1 trzyma przekaźnik RS), potem I4 na 0. Q1 zapala się w tej samej chwili - bez odliczania czasu.

I2 na 0 to wciśnięty S2. Q1 gaśnie natychmiast, a Q2 świeci dalej - pod blokiem B004 rośnie licznik czasu. Po 5 s gaśnie także Q2 (w symulacji zmierzone ok. 5 s, w zgodzie z nastawą 05:00s). Na stanowisku hamulec zostaje zaciśnięty dopiero po zatrzymaniu silnika.

Stan po odliczeniu t2: Q1 i Q2 zgaszone, licznik B004 doszedł do nastawy. Przed kolejnymi testami I2 wraca na 1 (puszczony S2).

I4 = 0 (czujnik B1 nieaktywny) i załączone I1: Q1 i Q2 zostają zgaszone, bo bramka B001 ma na jednym wejściu zero.

I4 z powrotem 1, I2 = 0 (S2 wciśnięty) i załączone I1: cykl nie startuje. Dodatkowo negacja S2 przez OR trzyma RS w stanie skasowanym.

I2 = 1, I3 = 0 (S3 wciśnięty) i załączone I1: Q1 i Q2 zgaszone. S3 jest bistabilny - zostaje wciśnięty, dopóki operator go nie zwolni, więc blokuje start na stałe.

Pełny cykl (I3 = 1, I4 = 1, impuls na I1, potem I4 = 0) - świecą Q1 i Q2. Przełączenie I3 na 0 (wciśnięty S3) gasi obie lampki w tej samej chwili, bez odliczania t2 - to różnica wobec S2.

Krok z podwójną ramką to krok początkowy - dostaje numer 0. Kolejne kroki to 1, wydrukowany 2 i 3. Klucz przyjmuje dowolne oznaczenia, byle się nie powtarzały; numeracja 0-3 zgadza się z opisem kryteriów.

Przejście z kroku 0 do 1 to warunek startu z programu: S1 ∧ B1 ∧ S̄2 ∧ S̄3. Arkusz każe zapisać tranzycje w logice mechanicznej - 1 oznacza wciśnięty przycisk albo aktywny czujnik - więc „niewciśnięty S2” to S2 z kreską (negacja), niezależnie od tego, że styk jest NC. W kluczu: S1 i B1 i (~S2) i (~S3).

Lewe gałęzie po krokach 1 i 2 wracają do kroku 0 - to wyłączenie wyłącznikiem S3 w dowolnej chwili pracy. W obu miejscach wpisuje się S3. Krok 0 kasuje Y1 i K1 (akcje R), więc zatrzymanie jest natychmiastowe.

Do kroku 2 przechodzi się po zaniku B1 (wydrukowane B̄1), a jego akcja z kwalifikatorem S ustawia stycznik - wpisuje się K1.

Krok 3 zaczyna się po S2. Akcja z kwalifikatorem D (opóźnienie) i nazwą timera t2 dostaje czas T#5s - po 5 s jest sygnał t2. Druga akcja kroku z wydrukowanym K1 wyłącza stycznik od razu, więc ma kwalifikator R (reset). Środkowe pole akcji D zostaje puste - klucz go nie ocenia.

Z kroku 3 do kroku 0 wraca się po upływie czasu t2 albo wcześniej po wciśnięciu S3: S3 ∨ t2. Wydrukowane jest „S3 ∨”, więc dopisuje się t2.

Na koniec stanowisko się porządkuje: narzędzia na miejsce, odcięte końcówki przewodów do pojemnika, niewykorzystane przewody odłożone. Zasilanie układu i sprężone powietrze zostają włączone, arkusz z tabelą 1 i rysunkiem 8 - na stanowisku, a na ekranie - zmodyfikowany program.