Rozwiązanie krok po kroku: Modernizacja napędu mechatronicznego

Zawór redukcyjny wstawia się w przewód zasilający bezpośrednio przed zaworem 2V1: przewód, który dotąd szedł z rozgałęzienia za zespołem 0Z1 prosto do przyłącza 1 zaworu 2V1, przekłada się do wejścia reduktora (strzałka na korpusie pokazuje kierunek przepływu - od zasilania), a z wyjścia reduktora krótki przewód idzie do przyłącza 1 zaworu 2V1. Zawór 1V1 dalej dostaje pełne ciśnienie z 0Z1, a gałąź siłownika 2A1 - ciśnienie ustawione na 2V2.

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.

⚠️ 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 - Y1 i Y2 - i bez sprężyny: zawór zostaje w ostatnio przełączonym położeniu. Zasilanie bierze wprost z zespołu 0Z1.

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.

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), 1V3 przy komorze tłoczyskowej (spowalnia wysuw).

Komorę tłokową łączy się z wyjściem 4, a tłoczyskową z wyjściem 2 zaworu 1V1. W narysowanym położeniu zasilone jest wyjście 2, więc po podaniu powietrza tłoczysko zostaje 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 i B2 przy wsuniętym 2A1 - te dwa sprawdza klucz. Łączniki S3 i S4 (pozycje wysunięte) można dopisać tak samo, kreską przerywaną.

Nowy element 2V2 rysuje się w przewodzie zasilającym bezpośrednio przed przyłączem 1 zaworu 2V1 - między rozgałęzieniem za 0Z1 a zaworem 2V1. Symbol: prostokąt ze strzałką przesuniętą względem osi, sprężyną nastawczą i przewodem sterującym od wyjścia. Wyjście 2 zaworu 2V1 łączy się z jedynym przyłączem siłownika 2A1; w położeniu spoczynkowym 2V1 łączy siłownik z odpowietrzeniem, więc tłoczysko zostaje wsunięte - to kryterium R.1.2.

Pomiary rezystancji wykonuje się omomierzem przy wyłączonym zasilaniu - przewody nie mogą być pod napięciem, inaczej odczyt nie ma 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”.

⚠️ Rozbieżność arkusz-klucz: arkusz nazywa tabelę 2 protokołem pomiarów kontrolnych rezystancji, a klucz (rezultat 2) - pomiarów ciągłości. Chodzi o te same pomiary omomierzem: wpisuje się wartość rezystancji i ocenę ciągłości połączenia.

Przewód od zacisku XI3:1 (wejście I1 sterownika) do zacisku 4 przycisku S1 ma ciągłość - „≈ 0” Ω i „prawidłowe”.

Między zaciskiem XI3:2 (wejście I2) a zaciskiem 2 przycisku S2 miernik pokazuje przekroczenie zakresu („OL” albo „1” po lewej) - przewód jest przerwany. W tabeli: ∞ Ω i X w kolumnie „nieprawidłowe”. Bez tego przewodu wejście I2 ma stale 0, a sterownik odczytuje to jak wciśnięty STOP (S2 ma styk NC) - napęd nie uruchomi się wcale.

Drugie przerwane połączenie to przewód od zacisku XZ2:5 do zacisku X2 lampki H1: ∞ Ω, „nieprawidłowe”. Według rysunku 1 przez zacisk X2 lampki H1 przechodzi masa lampek - bez niego nie zapali się ani H1, ani H2.

Mostek H1:X2 - H2:X2 i przewody od XZ2:4, XZ2:3, XZ2:2 do zacisków A2 cewek Y1, Y2 i Y3 mają ciągłość - wartości bliskie zera i ocena „prawidłowe”. Mierzy się sam przewód (od zacisku listwy do zacisku cewki), a nie cewkę.

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 (XI3:2 - S2:2 i XZ2:5 - H1:X2) naprawia się przy wyłączonym zasilaniu elektrycznym i zamkniętym powietrzu. Uszkodzony przewód wymienia się na nowy o długości dobranej do trasy, na oba końce zaciska się końcówki tulejkowe praską 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, tak samo siłowniki i czujniki kontaktronowe - nic nie może się przesuwać. Przewody mają długość dopasowaną do trasy - nie są naprężone. Potem zgłasza się zamiar włączenia powietrza (podniesienie ręki), po zgodzie otwiera zawór odcinający i ustawia reduktorem 0Z1 0,6 MPa (6 barów) na manometrze.

Ciśnienie gałęzi 2A1 ustawia się na 2V2: napęd uruchamia się S1, a gdy 2A1 stoi wysunięty przez 2 s, pokrętło 2V2 obraca się do 0,4 MPa (4 bary) na jego manometrze albo na manometrze wpiętym przy siłowniku. Pokrętła obu reduktorów blokuje się na koniec.

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, 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 tranzycja z kroku 0 do kroku 1 w SFC: S1 ∧ S̄2 ∧ B1 ∧ B2. Tranzycje w arkuszu są w logice mechanicznej (S̄2 = przycisk niewciśnięty), a S2 ma styk NC - niewciśnięty daje na I2 jedynkę, więc I2 wchodzi do bramki bez negacji.

Krok 1 ma akcję S H1 - lampka zostaje zapalona aż do powrotu do kroku 0. To samo robi przekaźnik RS B002 (w opisie dalej: „Praca”): wejście S dostaje B001, wyjście idzie na Q1 - H1.

Kasowanie (wejście R) przez bramkę OR B005: negacja B003 wejścia I2 (S2 - powrót do kroku 0 z każdego kroku) albo sygnał z bramki B004 - tranzycja z kroku 5 do 0 (krok „Krok 5” niżej).

W kroku 1 akcja N Y1 - Y1 jest załączona tylko, dopóki trwa krok. Krok kończy łącznik S3, a dojście do niego zapamiętuje przekaźnik RS B006 (w opisie dalej: „Po S3”; S = I5, R = negacja „Praca” B007). Negacja B007 trafia do kilku bloków w różnych miejscach schematu, więc jej wyjście ma same odnośniki. Y1 (Q3) = AND B009 z „Praca” i negacji B008 przekaźnika „Po S3”. Zawór 1V1 jest bistabilny, więc po zgaśnięciu Y1 tłoczysko 1A1 zostaje wysunięte.

Krok 2 ma akcję S H2 - lampka zapala się od razu po S3 i gaśnie dopiero w kroku 5 (R H2). Odpowiednik: AND B011 z przekaźnika „Po S3” i negacji „Koniec” (B010, wejście zostanie podłączone, gdy powstanie przekaźnik „Koniec”), wyjście na Q2 - H2.

Y3 to akcja z pamięcią: S Y3 w kroku 2, R Y3 w kroku 4 - dlatego w programie przekaźnik RS B015 z wyjściem na Q5. Wejście S dostaje sygnał przewodem z sąsiedniej bramki B013, a wejście R - odnośnikiem z B014, żeby oba przewody nie biegły obok siebie. Ustawienie - AND B013: po S3 (B006), 2A1 wsunięty (B2, I4) i licznik jeszcze nie doliczył do 8 (negacja B012) - to wejście do kroku 2 z tranzycji B2 ∧ C1 < 8. Kasowanie - OR B014: koniec postoju (timer z następnego kroku) albo negacja „Praca” (krok 0 ma R Y3).

Krok 3 zaczyna się po S4 (tłoczysko 2A1 wysunięte) i ma akcję D T#2s T1 - opóźnienie 2 s. W programie to blok opóźnienia załączenia B016 wyzwalany wejściem I6: dwuklik na bloku i czas 2 sekundy (pod blokiem 02:00s). Nazwy bloku nie trzeba nadawać: wydłużyłaby etykiety odnośników i zasłoniłaby numery sąsiednich bloków. Jego wyjście idzie do OR kasującego Y3 - przez 2 s zawór 2V1 trzyma powietrze, tłoczysko stoi wysunięte, a po 2 s Y3 gaśnie i sprężyna wsuwa tłoczysko (krok 4).

Akcja kroku 4 C1:=C1+1 to w programie licznik B017 z wejściem Cnt od wyjścia timera T1 (każdy koniec postoju = jeden cykl) i kasowaniem R od negacji „Praca” (krok 0 ma R C1). Parametry: Wł. = 8. Wyjście licznika wraca do negacji B012 - po ósmym cyklu Y3 nie ustawi się już ponownie.

Tranzycja B2 ∧ C1 ≥ 8 (AND B018 z licznika i I4) ustawia przekaźnik RS B019 (w opisie dalej: „Koniec”) - to krok 5. Jego wyjście gasi H2 (negacja B010) przy ósmym wsunięciu, idzie do AND B004 (razem z I3 - czujnikiem B1 - kasuje „Praca”: powrót do kroku 0) i do OR B020 cewki Y2 (Q4).

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

Drugie wejście B020 to negacja „Praca”: krok 0 ma akcję N Y2, więc w spoczynku i po S2 Y2 jest załączona i trzyma tłoczysko 1A1 wsunięte. Dzięki temu S2 w dowolnej chwili wsuwa 1A1, a Y3 gaśnie i 2A1 wraca na sprężynie.

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). Zapis: Ctrl+S. 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). Stan spoczynku stanowiska: I2 = 1 (S2 niewciśnięty), I3 = 1 i I4 = 1 (oba siłowniki wsunięte). Świeci tylko Q4 - Y2 (krok 0, N Y2). Impuls na I1 (S1) zapala Q1 - H1 i Q3 - Y1, a Y2 gaśnie: 1A1 zaczyna się wysuwać.

⚠️ Rozbieżność arkusz-klucz: rezultat 4 klucza mówi o zgodności działania „z podanym cyklogramem pracy”, a arkusz podaje algorytm SFC (rysunek 2) - cyklogramu w tym arkuszu nie ma. Test sprawdza zgodność z algorytmem SFC.

Na stanowisku tłoczysko 1A1 opuszcza B1 i dojeżdża do S3. W symulacji I3 = 0, potem I5 = 1: Y1 gaśnie, a od razu zapalają się Q2 - H2 i Q5 - Y3 - bez odliczania, tak jak w kroku 2 SFC.

I4 = 0 i I6 = 1 (2A1 wysunięty): Y3 świeci dalej, a pod blokiem B016 rośnie czas. Gdy dojdzie do 02:00s, Y3 gaśnie, licznik rośnie o 1; I6 = 0 i I4 = 1 (wsunięty) - Y3 załącza się ponownie. Cykl powtarza się osiem razy, po ósmym H2 gaśnie i załącza się Y2.

Po ósmym wsunięciu 2A1: H2 zgaszona, Q4 - Y2 załączona (1A1 wraca), H1 świeci. Gdy tłoczysko dojedzie do B1 (I5 = 0, I3 = 1), H1 gaśnie, a Y2 zostaje - układ jest znowu w kroku 0.

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 układ czeka w kroku 0 na nowy start.

Czas ruchu 1A1 zależy od dławików, nie od programu. 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 aż do ok. 5 s. Potem tak samo czas wsuwu po ósmym cyklu 2A1 (do B1) - pokrętłem 1V2 do ok. 3 s.

Test na stanowisku robi się po wgraniu programu, ustawieniu ciśnień i regulacji dławików, kilka razy pod rząd, zawsze od pierwszego działania. Każde działanie porównuje się ze stanem faktycznym i wpisuje X w kolumnie TAK albo NIE - tak, jak naprawdę działa napęd. Przy działającym programie wiersze 1-3 to TAK.

Tłoczysko 2A1 stoi wysunięte 2 s w każdym cyklu, H2 gaśnie przy ósmym wsunięciu, a 1A1 wraca w ok. 3 s - wiersze 4-6 TAK.

B1 gasi H1 i kończy pracę, 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.