Rozwiązanie krok po kroku: Modernizacja napędu mechatronicznego

Zawór szybkiego spustu ma trzy przyłącza: 1 - zasilanie (od zaworu 2V1), 2 - wyjście do siłownika i 3 - wylot do atmosfery (zwykle z tłumikiem). Montuje się go jak najbliżej przyłącza komory tłokowej 2A1: przewód z wyjścia 2 zaworu 2V1 idzie do przyłącza 1 zaworu 2V2, a przyłącze 2 łączy się krótkim przewodem z siłownikiem. Przy wysuwie powietrze przechodzi przez 2V2 do komory, a przy wsuwie (zanik Y3, 2V1 łączy wyjście z odpowietrzeniem) membrana przełącza się i komora opróżnia się wprost przez przyłącze 3 - nie musi płynąć długim przewodem z powrotem przez 2V1, więc tłoczysko wraca szybciej.

Prace przy pneumatyce wykonuje się przy zamkniętym zaworze odcinającym 0Z1 i wyłączonym zasilaniu.

Schemat zaczyna się od źródła sprężonego powietrza (kółko z kropką) i zespołu 0Z1 z tabeli 1: zawór odcinający, filtr (romb z kreską), zawór redukcyjny (prostokąt ze strzałką i sprężyną) i manometr (kółko ze strzałką). Klucz przyjmuje symbol pełny albo uproszczony. Od zespołu biegnie przewód zasilający oba zawory rozdzielające.

⚠️ Rozbieżność w arkuszu: w tabeli 1 oznaczenie zespołu wydrukowano jako „OZ1” (litera O). Na schemacie wpisane jest 0Z1 (cyfra zero - numer grupy zasilania, jak 1V1 i 2V1); klucz nie ocenia samej pisowni.

1V1 to zawór rozdzielający 5/2: dwa położenia (dwa kwadraty), w każdym pięć przyłączy (1 - zasilanie, 2 i 4 - wyjścia do siłownika, 3 i 5 - odpowietrzenia). Bistabilny, więc z obu stron cewka (prostokąt z ukośną kreską) - Y1 i Y2 - i bez sprężyny: zawór zostaje w ostatnio przełączonym położeniu.

Siłownik 1A1: dwustronnego działania (dwa przyłącza), jednostronne tłoczysko, dwustronna regulowana amortyzacja (prostokąciki przy obu końcach tłoka ze skośną strzałką regulacji) i magnetyczna sygnalizacja położenia tłoka (znak magnesu na tłoku).

Zawory dławiąco-zwrotne dławią na wylocie: zawór zwrotny przepuszcza swobodnie powietrze płynące do siłownika, a powietrze wypływające musi przejść przez dławik. 1V2 stoi przy komorze tłokowej (spowalnia wsuw - wtedy z niej wypływa powietrze), 1V3 przy komorze tłoczyskowej (spowalnia wysuw).

Komorę tłokową łączy się z wyjściem 4, a tłoczyskową z wyjściem 2 zaworu 1V1. W narysowanym położeniu spoczynkowym zasilone jest wyjście 2, więc powietrze trzyma tłoczysko wsunięte - tego wymaga kryterium R.1.1.

2V1: zawór 3/2 normalnie zamknięty - w położeniu spoczynkowym (od strony sprężyny) zasilanie 1 jest zamknięte, a wyjście 2 połączone z odpowietrzeniem 3. Monostabilny: z jednej strony cewka Y3, z drugiej sprężyna zwrotna.

2A1 - siłownik jednostronnego działania pchający: jedno przyłącze (komora tłokowa), sprężyna zwrotna po stronie tłoczyska, magnes na tłoku. Nad siłownikami zaznacza się położenia czujników: B1 przy wsuniętym 1A1, S3 przy wysuniętym 1A1, B2 przy wsuniętym 2A1, S4 przy wysuniętym 2A1 (kreska przerywana od czujnika do położenia tłoka).

Nowy element 2V2 rysuje się w przewodzie między wyjściem 2 zaworu 2V1 a siłownikiem 2A1, tuż przy siłowniku. Symbol: zawór z kulką-grzybkiem i wylotem do atmosfery (trójkąt odpowietrzenia). Zawór 2V1 w położeniu spoczynkowym łączy siłownik z odpowietrzeniem, więc 2A1 pozostaje wsunięty po podaniu powietrza - to kryterium R.1.2.

Pomiary rezystancji wykonuje się omomierzem przy wyłączonym zasilaniu (zasilacz wyłączony, przewody nie są pod napięciem - inaczej odczyt jest bez sensu, a miernik może się uszkodzić). Końcówki pomiarowe przykłada się do dwóch punktów z kolumny „Punkt pomiarowy”, np. zacisku 1 listwy XP1 i zacisku 3 przycisku S1. Połączenie ciągłe daje wynik bliski zera - w tabeli wpisuje się odczyt miernika (zwykle ułamek oma, tu zapisany jako „≈ 0”) i jednostkę Ω, a X w kolumnie „prawidłowe”.

Tak samo mierzy się połączenia przycisków z listwą XI3 (wejścia sterownika) i przewód od zacisku XZ2:5 do lampki H1. Wszystkie trzy mają ciągłość - wartość bliska zeru, ocena „prawidłowe”.

Między zaciskami X2 lampek H1 i H2 miernik pokazuje przekroczenie zakresu (na wyświetlaczu „OL” albo „1” po lewej) - połączenie jest przerwane. W tabeli: nieskończenie wielka rezystancja (∞, Ω) i X w kolumnie „nieprawidłowe”. Według rysunku 1 lampka H2 dostaje masę właśnie przez ten mostek od H1 - bez niego H2 nigdy się nie zapali.

Połączenia zacisków XZ2:4 i XZ2:3 z zaciskami A2 cewek Y1 i Y2 mają ciągłość - „≈ 0” Ω i „prawidłowe”. Mierzy się sam przewód (od zacisku listwy do zacisku cewki), a nie cewkę.

Na przewodzie od zacisku XZ2:2 do zacisku A2 cewki Y3 miernik znów pokazuje przerwę: ∞ Ω, „nieprawidłowe”. Bez tego przewodu cewka Y3 nie ma masy - siłownik 2A1 nie wysunie się nigdy, choć sterownik będzie załączał wyjście.

Pozostałe pomiary dotyczą przewodów od wyjść sterownika (listwa XQ4) do zacisków X1 lampek i A1 cewek. Wszystkie pięć ma ciągłość - wartości bliskie zera i ocena „prawidłowe”.

Oba przerwane połączenia (H1:X2 - H2:X2 i XZ2:2 - Y3:A2) naprawia się przy wyłączonym zasilaniu elektrycznym i zamkniętym powietrzu. Uszkodzony przewód wymienia się na nowy o długości dobranej do trasy (bez naprężenia i bez zapasu plączącego się po płycie), na oba końce zaciska się końcówki tulejkowe praską do tulejek i dokręca zaciski wkrętakiem o dopasowanej końcówce. Po naprawie pomiar się powtarza - miernik ma pokazać ciągłość.

Ostatnia kolumna tabeli dotyczy oceny po naprawie: przy dwóch połączeniach, które były nieprawidłowe i zostały naprawione, wpisuje się X. Przy pozostałych wierszach kolumna zostaje pusta.

Przed pierwszym podaniem powietrza sprawdza się montaż: każdy przewód pneumatyczny pociąga się delikatnie przy złączce (nie może wyjść), tak samo siłowniki i czujniki kontaktronowe na siłownikach - nic nie może się przesuwać. Przewody (elektryczne i pneumatyczne) mają długość dopasowaną do trasy - nie są naprężone. Potem zgłasza się zamiar włączenia powietrza (podniesienie ręki), po zgodzie otwiera zawór odcinający 0Z1 i ustawia reduktorem 6 barów na manometrze - pokrętło odblokowane, ciśnienie ustawiane od dołu, na koniec pokrętło zablokowane.

W LOGO!Soft: Plik > Nowy > Schemat połączeń, sterownik 0BA8 (LOGO! 8). Wejścia według rysunku 1: I1 - S1 START, I2 - S2 STOP, I3 - B1 (1A1 wsunięty), I4 - B2 (2A1 wsunięty), I5 - S3 (1A1 wysunięty), I6 - S4 (2A1 wysunięty). Z drzewa Stałe > Konektory > Wejście przeciąga się cztery pierwsze wejścia i bramkę AND B001 (Funkcje podstawowe), a narzędziem Podłącz łączy każde wejście z innym wejściem bramki.

Czytelny schemat. Przewodem łączy się tylko bloki stojące obok siebie. Połączenie przez pół schematu zamienia się w odnośnik: narzędzie Przetnij/połącz (nożyczki na pasku edytora) kliknięte na przewodzie zostawia dwie zielone etykiety. Przy źródle etykieta mówi, dokąd idzie sygnał (np. B001/1 - blok B001, wejście 1), a przy wejściu bloku - skąd przychodzi (np. I3). Logika się nie zmienia, a przy każdym wejściu widać jednoznacznie, co do niego dochodzi - tak jest tu z wejściami I3 i I4 bramki B001.

B001 to warunek startu z cyklogramu: S1 wciśnięty (I1 = 1), S2 niewciśnięty, B1 i B2 aktywne. S2 ma styk NC (rysunek 1), więc niewciśnięty daje na I2 jedynkę - wchodzi do bramki bez negacji.

Wciśnięcie S1 trwa chwilę, a napęd ma pracować aż do końca cyklu - stan zapamiętuje przekaźnik zatrzaskowy RS B002 (Funkcje specjalne > Pozostałe; w opisie dalej: „Praca”). Wejście S dostaje warunek startu B001, wyjście idzie na Q1 - lampkę H1, która ma świecić przez cały cykl.

Kasowanie (wejście R) przez bramkę OR B005: negacja B003 wejścia I2 (wciśnięty S2 - natychmiastowe zatrzymanie) albo sygnał końca pełnego cyklu z bramki B004 (krok „Koniec cyklu” niżej). W LOGO! wejście R ma pierwszeństwo przed S.

Cewka Y1 (Q3) wysuwa 1A1. Zawór 1V1 jest bistabilny, więc wystarczy, że Y1 jest załączona od startu do dojścia tłoczyska do łącznika S3 - potem zawór sam zostaje w położeniu „wysuń”. Dojście do S3 zapamiętuje przekaźnik RS B006 (w opisie dalej: „Po S3”; S = I5), kasowany negacją „Praca” (B007) - po końcu cyklu albo po S2. Negacja B007 trafia do kilku bloków w różnych miejscach schematu, więc jej wyjście ma same odnośniki (B015/3, B006/R, B012/R, B018/R).

Y1 = AND B009 z „Praca” (odnośnik B002) i negacji B008 przekaźnika „Po S3”: świeci od startu do zadziałania S3.

Cyklogram: między dojściem 1A1 do S3 a pierwszym ruchem 2A1 mijają 4 s. Odmierza je blok opóźnienia załączenia B010 (Funkcje specjalne > Timery) wyzwalany przekaźnikiem „Po S3” (odnośnik B006 na wejściu Trg). Dwuklik na bloku: czas 4 sekundy (jednostka „Sekundy”) - pod blokiem pojawia się 04:00s. Nazwy bloku nie trzeba nadawać: wydłużyłaby etykiety odnośników i zasłoniłaby numery sąsiednich bloków.

Cykle 2A1 liczy licznik góra/dół B012 (Funkcje specjalne > Licznik). Wejście Cnt dostaje impuls przy każdym wysunięciu 2A1 - bramka AND B011 z łącznika S4 (I6) i wyjścia timera B010, żeby nie liczyć niczego przed startem cykli. Wejście R (kasowanie) - negacja „Praca”: każdy nowy cykl zaczyna liczenie od zera. W parametrach: Wł. = 6, Wył. = 0 - wyjście licznika przechodzi w stan 1 po szóstym impulsie.

Cewka Y3 (Q5) przez przekaźnik RS B016. Wejście S dostaje sygnał przewodem z sąsiedniej bramki B014, a wejście R - odnośnikiem z B015, żeby oba przewody nie biegły obok siebie. Ustawienie - AND B014: minęły 4 s (B010), 2A1 jest wsunięty (B2, I4) i licznik jeszcze nie doliczył do 6 (negacja B013). Kasowanie - OR B015: łącznik S4 (I6, tłoczysko wysunięte) albo negacja „Praca”.

W efekcie: Y3 załącza się, 2A1 wysuwa się do S4, Y3 gaśnie, sprężyna wsuwa tłoczysko do B2, Y3 załącza się znowu - aż licznik doliczy do 6. Po szóstym wysunięciu warunek ustawienia już się nie spełni.

Po szóstym wsunięciu 2A1 (licznik = 6 i B2 aktywny, AND B017) ustawia się przekaźnik RS B018 (w opisie dalej: „Koniec”). Jego wyjście idzie do bramki AND B004 razem z I3 (czujnik B1): gdy 1A1 dojedzie do pozycji wsuniętej, B004 kasuje „Praca” - gaśnie H1, a negacja „Praca” zeruje wszystkie przekaźniki i licznik. Cykl jest gotowy do ponownego startu.

Sygnał z B004 wraca na początek programu (do OR B005), więc tworzy pętlę: „Praca” → „Koniec” → B004 → „Praca”. LOGO!Soft nie pozwala zamknąć takiej pętli zwykłym przewodem - narzędzie Podłącz po prostu nie kończy połączenia. Pętlę zamyka flaga M1 (Stałe > Konektory > Flaga): B004 → M1 → wejście B005. Flaga przenosi sygnał z jednego cyklu programu do następnego - przy czasach rzędu sekund opóźnienie jednego cyklu nie ma znaczenia.

H2 (Q2) świeci w czasie pracy 2A1: AND B020 z wyjścia timera 4 s i negacji „Koniec” (B019) - zapala się razem z pierwszym ruchem 2A1 i gaśnie przy szóstym wsunięciu.

Y2 (Q4) wsuwa 1A1: OR B021 z „Koniec” i negacji S2 (B003). Dzięki temu S2 w dowolnej chwili kasuje „Praca” (gasną H1 i H2, Y3 gaśnie i 2A1 wraca na sprężynie) i jednocześnie załącza Y2 - 1A1 wraca natychmiast.

W Edycja > Nazwy wejść/wyjść każdy konektor dostaje opis z rysunku 1 (S1 START, S2 STOP, B1, B2, S3, S4, H1, H2, Y1, Y2, Y3) - program czyta się wtedy bez zaglądania do schematu. Zapis: Ctrl+S, plik Program_01 w folderze ELM_06_01. Wgranie: przy podłączonym kablu Narzędzia > Transfer > PC -> LOGO! (Ctrl+D), potwierdzenie przejścia w STOP, a po wgraniu - w RUN. Nazwy poleceń zależą od programu sterownika na stanowisku.

Przed wgraniem program sprawdza się w symulacji (Narzędzia > Symulacja, F3). Na dole okna są przełączniki I1-I6 i lampki Q1-Q5. Stan spoczynku stanowiska: I2 = 1 (S2 niewciśnięty, NC), I3 = 1 i I4 = 1 (oba siłowniki wsunięte) - wszystkie wyjścia zgaszone. Impuls na I1 (S1) zapala Q1 - H1 i Q3 - Y1: 1A1 zaczyna się wysuwać.

Na stanowisku tłoczysko 1A1 opuszcza B1 i dojeżdża do S3. W symulacji: I3 = 0, potem I5 = 1. Y1 gaśnie (zawór zostaje w położeniu „wysuń”), H1 świeci dalej, a pod blokiem B010 rośnie czas - przez 4 s nic więcej się nie dzieje.

Gdy czas pod blokiem B010 dojdzie do 04:00s, zapalają się Q2 - H2 i Q5 - Y3. Przełączniki odgrywają ruch 2A1: I4 = 0 i I6 = 1 (tłoczysko wysunięte) - Y3 gaśnie, licznik B012 rośnie; I6 = 0 i I4 = 1 (wsunięte) - Y3 załącza się ponownie. Po szóstym ruchu H2 gaśnie, a załącza się Y2.

Po szóstym wsunięciu 2A1: H2 zgaszona, Q4 - Y2 załączona (1A1 wraca), H1 świeci. Gdy tłoczysko dojedzie do B1 (I5 = 0, I3 = 1), gaśnie wszystko - pełny cykl zakończony.

Kolejny impuls na I1 przy tych samych warunkach uruchamia napęd od początku: H1 i Y1 załączone, licznik wyzerowany.

W trakcie cykli 2A1 (H1, H2 i Y3 załączone) I2 = 0 - wciśnięty S2. Gasną H1, H2 i Y3 (2A1 wraca na sprężynie) i od razu załącza się Y2 - 1A1 się wsuwa. Po puszczeniu S2 Y2 gaśnie, a układ czeka na nowy start.

Czas ruchu 1A1 nie zależy od programu, tylko od dławików. Z cyklogramu: wysuw ok. 4 s, wsuw 3 s. Wysuw spowalnia 1V3 (dławi powietrze wypływające z komory tłoczyskowej), wsuw - 1V2. Napęd uruchamia się S1, czas wysuwu mierzy stoperem od startu do dojścia do S3 i koryguje pokrętło 1V3 (zakręcanie wydłuża ruch). Potem tak samo czas wsuwu po szóstym cyklu 2A1 (do B1) - pokrętłem 1V2.

Test na stanowisku robi się po wgraniu programu i regulacji, kilka razy pod rząd. Każde działanie z tabeli porównuje się ze stanem faktycznym i wpisuje X w kolumnie TAK albo NIE - tak, jak naprawdę działa napęd. Przy działającym programie i wyregulowanych dławikach wiersze 1-3 to TAK.

H2 świeci w czasie cykli 2A1 i gaśnie przy szóstym wsunięciu, a 1A1 wraca w ok. 3 s - wiersze 4-6 TAK.

B1 gasi H1 i kończy cykl, S1 uruchamia napęd ponownie, a S2 w dowolnej chwili wsuwa oba tłoczyska i gasi lampki - wiersze 7-9 TAK. Egzaminator sprawdza, czy wpisy zgadzają się z tym, jak działa napęd.

Na koniec stanowisko się porządkuje (narzędzia, resztki przewodów), a napęd zostaje załączony: zasilanie i sprężone powietrze włączone, program w sterowniku w trybie RUN, arkusz z rysunkiem i tabelami na stanowisku.