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 tłokowej. Przy wsuwie (Y3 gaśnie, 2V1 łączy swoje wyjście z odpowietrzeniem) ciśnienie przed zaworem spada, membrana przestawia się i komora opróżnia się wprost przez przyłącze 3 - powietrze nie wraca długim przewodem przez 2V1, więc sprężyna wsuwa tłoczysko szybciej. Przy ośmiu cyklach pod rząd skraca to cały cykl napędu.

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).

W tym arkuszu oba zawory dławiąco-zwrotne dławią na dolocie: dławione jest powietrze wpływające do siłownika, a wypływające przechodzi swobodnie przez zawór zwrotny. Dlatego na symbolu gniazdo zaworu zwrotnego stoi nad kulką - przepływ od siłownika odpycha kulkę od gniazda, a przepływ do siłownika dociska ją i musi przejść przez dławik.

1V2 stoi przy komorze tłokowej - przy wysuwie powietrze do niej wpływa, więc 1V2 spowalnia wysuw. 1V3 stoi przy komorze tłoczyskowej i spowalnia wsuw. 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”, tu zacisku 1 listwy XP1 (+24 V) 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”.

Między zaciskiem 3 przycisku S1 a zaciskiem 1 przycisku S2 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 ten mostek doprowadza +24 V do styku przycisku STOP. Bez niego wejście I2 ma zawsze stan 0 - sterownik „widzi” stale wciśnięty STOP i napęd nie ruszy.

Przewody od zacisków 4 i 2 przycisków S1 i S2 do listwy XI3 (wejścia I1 i I2 sterownika) mają ciągłość - wartość bliska zeru, ocena „prawidłowe”.

Tak samo mierzy się przewód od zacisku XZ2:5 (0 V) do lampki H1, mostek H1:X2 - H2:X2 i przewód od XZ2:4 do zacisku A2 cewki Y1. Wszystkie trzy mają ciągłość - „≈ 0” Ω i „prawidłowe”. Mierzy się sam przewód (od zacisku do zacisku), a nie lampkę czy cewkę.

Na przewodzie od zacisku XZ2:3 do zacisku A2 cewki Y2 miernik znów pokazuje przerwę: ∞ Ω, „nieprawidłowe”. Bez tego przewodu cewka Y2 nie ma masy - sterownik załączy wyjście, ale zawór 1V1 nie przestawi się i tłoczysko 1A1 nigdy nie wróci.

Pozostałe pomiary: przewód XZ2:2 - Y3:A2 oraz przewody od wyjść sterownika (listwa XQ4) do zacisków X1 lampek i A1 cewek. Wszystkie sześć ma ciągłość - wartości bliskie zera i ocena „prawidłowe”.

Oba przerwane połączenia (S1:3 - S2:1 i XZ2:3 - Y2: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 5 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 wejścia, a z Funkcji podstawowych dwie bramki AND: B001 (S1 wciśnięty i S2 niewciśnięty) i B002 (do tego B1 i B2 aktywne). Razem to warunek startu z cyklogramu. Niepodłączone wejście bramki AND LOGO! traktuje jak jedynkę, więc wolne wejścia można zostawić.

S2 ma styk NC (rysunek 1), więc niewciśnięty daje na I2 jedynkę - wchodzi do bramki bez negacji.

Przewody, które musiałyby przeciąć pół schematu, są w programie zastąpione odnośnikami (narzędzie „Przetnij/połącz” na pasku edytora): przy wejściu bloku stoi zielona etykieta z numerem bloku i wyjścia, z którego pochodzi sygnał (np. „B001/Q”), a przy wyjściu źródła - etykiety bloków, do których trafia. Dzięki temu każdy przewód da się prześledzić od początku do końca. Odnośniki stoją na co drugim wejściu bramki, żeby ich etykiety się nie nakładały. Bloki nie mają własnych nazw - nazwa dopisuje się do każdej etykiety odnośnika i zasłaniałaby sąsiednie etykiety, dlatego przekaźniki mają robocze nazwy („Praca”, „Po S3”, „Koniec”) tylko w opisie, a na schemacie same numery.

Wciśnięcie S1 trwa chwilę, a napęd ma pracować aż do końca cyklu - stan zapamiętuje przekaźnik zatrzaskowy RS B003 (w opisie „Praca”; Funkcje specjalne > Pozostałe). Wejście S dostaje warunek startu B002, wyjście idzie na Q1 - lampkę H1, która ma świecić przez cały cykl.

Kasowanie (wejście R) przez bramkę OR B005: negacja B004 wejścia I2 (wciśnięty S2 - natychmiastowe zatrzymanie) albo sygnał końca pełnego cyklu z bramki B022 (krok „Czujnik B1 kończy cykl” 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 B014 (w opisie „Po S3”; S = I5), kasowany negacją „Praca” (B006) - po końcu cyklu albo po S2.

Y1 = AND B016 z „Praca” i negacji B015 przekaźnika „Po S3”: świeci od startu do zadziałania S3.

H2 (Q2) świeci w czasie pracy 2A1, która zaczyna się bezpośrednio po S3: AND B008 z przekaźnika „Po S3” i negacji B009 przekaźnika „Koniec” (jego wejście zostanie podłączone, gdy powstanie przekaźnik - krok „Koniec 8 cykli”). H2 zapala się więc razem z dojściem 1A1 do S3 i gaśnie przy ósmym wsunięciu 2A1.

Cewka Y3 (Q5) przez przekaźnik RS B013. Ustawienie - AND B012: 1A1 doszedł do S3 („Po S3”), 2A1 jest wsunięty (B2, I4) i licznik jeszcze nie doliczył do 8 (negacja B011). Kasowanie - OR B010: łącznik S4 (I6, tłoczysko wysunięte) albo negacja „Praca”.

W cyklogramie nie ma odliczania między S3 a pierwszym ruchem 2A1 - dlatego warunek ustawienia bierze sam przekaźnik „Po S3”, bez timera. 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 8.

Cykle 2A1 liczy licznik góra/dół B018 (Funkcje specjalne > Licznik). Wejście Cnt dostaje impuls przy każdym wysunięciu 2A1 - bramka AND B017 z łącznika S4 (I6) i przekaźnika „Po S3”, żeby nie liczyć niczego przed startem cykli. Wejście R (kasowanie) - negacja „Praca”: każdy nowy cykl zaczyna liczenie od zera. W parametrach: Wł. = 8, Wył. = 0 - wyjście licznika przechodzi w stan 1 po ósmym impulsie i przez negację B011 blokuje kolejne ustawienie Y3.

Po ósmym wsunięciu 2A1 (licznik = 8 i B2 aktywny, AND B019) ustawia się przekaźnik RS B020 (w opisie „Koniec”, kasowany negacją „Praca”). Jego wyjście przez negację gasi H2 - lampka gaśnie dokładnie wtedy, gdy tłoczysko 2A1 wsunie się po raz ósmy.

Cyklogram: po ósmym cyklu 4 s postoju, dopiero potem wsuw 1A1. Odmierza je blok opóźnienia załączenia B021 (Funkcje specjalne > Timery) wyzwalany przekaźnikiem „Koniec”. Dwuklik na bloku: czas 4 sekundy (pierwsze pole, jednostka „Sekundy”).

Y2 (Q4) = OR B007 z wyjścia timera i negacji S2 (B004). Dzięki drugiemu wejściu S2 w dowolnej chwili kasuje „Praca” (gasną H1 i H2, Y3 gaśnie i 2A1 wraca na sprężynie) i jednocześnie załącza Y2 - 1A1 wraca natychmiast.

Gdy po 4 s tłoczysko 1A1 dojedzie do pozycji wsuniętej, czujnik B1 (I3) razem z wyjściem timera daje AND B022 - to sygnał kasowania „Praca”: gaśnie H1, a negacja „Praca” zeruje przekaźniki, licznik i timer. Cykl jest gotowy do ponownego startu.

Sygnał z B022 wraca na początek programu (do OR B005), więc tworzy pętlę: „Praca” → „Koniec” → timer → B022 → „Praca”. LOGO!Soft nie pozwala zamknąć takiej pętli zwykłym przewodem. Pętlę zamyka flaga M1 (Stałe > Konektory > Flaga): B022 → M1 → wejście B005. Flaga przenosi sygnał do następnego cyklu programu - przy czasach rzędu sekund opóźnienie jednego cyklu nie ma znaczenia.

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_03 w folderze ELM_06_03. 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”), a od razu - bez odliczania - zapalają się Q2 - H2 i Q5 - Y3: 2A1 zaczyna pierwszy wysuw.

Przełączniki odgrywają ruch 2A1: I4 = 0 i I6 = 1 (tłoczysko wysunięte) - Y3 gaśnie, licznik rośnie o 1; I6 = 0 i I4 = 1 (wsunięte) - Y3 załącza się ponownie. Po ósmym wsunięciu Y3 już się nie załącza, a H2 gaśnie.

Po ósmym wsunięciu 2A1 świeci tylko H1, a pod blokiem timera rośnie czas. Gdy dojdzie do 04:00s, załącza się Q4 - Y2 - 1A1 wraca. 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. 3 s, wsuw 4 s. Dławiki dławią tu na dolocie, więc wysuw spowalnia 1V2 (dławi powietrze wpływające do komory tłokowej), a wsuw - 1V3. Napęd uruchamia się S1, czas wysuwu mierzy stoperem od startu do dojścia do S3 i koryguje pokrętło 1V2 (zakręcanie wydłuża ruch). Potem tak samo czas wsuwu - od początku ruchu po 4 s postoju do dojścia do B1 - pokrętłem 1V3.

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 ósmym wsunięciu, a po 4 s postoju 1A1 wraca w 4 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.