Пневматические приводы и средства автоматизации

Содержание

Слайд 2

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД (ПНЕВМОПРИВОД) - совокупность технических средств, осуществляющих управляемое преобразование энергии

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД (ПНЕВМОПРИВОД) - совокупность технических средств, осуществляющих управляемое преобразование энергии

сжатого газа в энергию механического движения объекта управления в соответствии с требованиями автоматизируемого технологического процесса

СХЕМА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА

Слайд 3

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПРИВОДОВ

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПРИВОДОВ

Слайд 4

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПРИВОДОВ

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПРИВОДОВ

Слайд 5

ПРЕИМУЩЕСТВА ПНЕВМОПРИВОДОВ Простота компоновки элементов, высокая надёжность и «живучесть» пневмопривода, относительно

ПРЕИМУЩЕСТВА ПНЕВМОПРИВОДОВ

Простота компоновки элементов, высокая надёжность и «живучесть» пневмопривода, относительно

небольшие стоимость компонентов и затраты на обслуживание
Высокая скорость выходного звена и быстрая реакция на изменение управляющего воздействия, малое время переключения
Доступность воздуха, используемого в качестве рабочего тела, экологическая чистота, возможность использования сжатого воздуха и для механического движения, и для передачи команд управления
Возможность работы в агрессивной, пожароопасной и взрывоопасной средах
Отсутствие промежуточных передаточных звеньев между выходным звеном привода и объектом управления (рабочим органом)
Простота транспортировки и аккумулирования энергии сжатого газа
Надёжная и длительная работа «на упор», нечувствительность к перегрузкам
Малая чувствительность к изменениям температуры, ударным нагрузкам и вибрациям, отсутствие вредного воздействия на окружающую среду
Слайд 6

ОСОБЕННОСТИ ПНЕВМОПРИВОДОВ Необходимость герметизации всех элементов пневмосистем для предотвращения больших расходов,

ОСОБЕННОСТИ ПНЕВМОПРИВОДОВ

Необходимость герметизации всех элементов пневмосистем для предотвращения больших расходов,

связанных с высокими затратами на производство качественного сжатого воздуха, безопасного для пневмоаппаратуры
Ограниченность количества точек позиционирования циклового пневмопривода. Применение при необходимости позиционных пневмоприводов
Нестабильность скорости движения выходного звена привода при изменении нагрузки вследствие сжимаемости рабочего тела
Применение цилиндров со встроенными средствами торможения для демпфирования движения в конце рабочего хода
Ограничение развиваемого пневмоприводом усилия (примерно до 75000 Н)
Применение глушителей для снижения уровня шума при сбросе воздуха из пневмопривода и защиты пневмораспределителей от пыли
Слайд 7

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ 1 бар = 0,1 МПа = 105 Па

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

1 бар = 0,1 МПа = 105 Па

1

ат = 10000 мм водного столба = 736 мм ртутного столба

1 ат – одна техническая атмосфера – давление, которое создаёт сила, равная 1 кг, на площади поверхности в 1 см2
1 psi - давление, которое создаёт сила, равная 1 фунту, на площади поверхности, равной 1 квадратному дюйму.

1 атм – номинальное значение атмосферного давления на поверхности Земли на уровне моря.

1 атм. = 760 мм рт. ст. = 1,01325 бар (нормальное давление)

Слайд 8

НЕОБХОДИМОСТЬ ПОДГОТОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАННОГО СЖАТОГО ВОЗДУХА 1 м3 всасываемого компрессором воздуха при

НЕОБХОДИМОСТЬ ПОДГОТОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАННОГО СЖАТОГО ВОЗДУХА

1 м3 всасываемого компрессором воздуха при 250С

может содержать до 180 миллионов частиц пыли, 23 г воды в форме пара, от 0,01 до 0,03 мг/м3 компрессорного масла.
При сжатии воздуха концентрация загрязняющих примесей многократно возрастает

Это снижает долговечность пневматических устройств в 3…20 раз.
Выход из строя пневматических систем в результате применения некачественного сжатого воздуха составляет до 80% от общего числа отказов.

Слайд 9

ТРИ ГЛАВНЫХ ВРАГА СИСТЕМ ПНЕВМОАВТОМАТИКИ Твёрдые частицы, содержащиеся в сжатом воздухе

ТРИ ГЛАВНЫХ ВРАГА СИСТЕМ ПНЕВМОАВТОМАТИКИ

Твёрдые частицы, содержащиеся в сжатом воздухе
Масло, попавшее

в сжатый воздух из компрессора
Влага, присутствующая в сжатом воздухе

Твердые частицы засоряют пневматические устройства и вызывают повреждение сопряжённых поверхностей.
Масло, попавшее в магистраль пневмопитания из компрессора, содержит смолистые вещества, которые образуются в результате действия высокой температуры при сжатии воздуха. Они забивают зазоры и тонкие отверстия пневматических элементов.
Сконденсировавшаяся влага вымывает консистентную смазку, что увеличивает трение и износ пневматических элементов, вызывает появление абразивных частиц в результате коррозии незащищённых элементов трубопроводов.

Слайд 10

ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПОДГОТОВКИ КАЧЕСТВЕННОГО СЖАТОГО ВОЗДУХА СЖАТИЕ ВОЗДУХА В КОМПРЕССОРЕ ФИЛЬТРАЦИЯ

ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПОДГОТОВКИ КАЧЕСТВЕННОГО СЖАТОГО ВОЗДУХА

СЖАТИЕ ВОЗДУХА В КОМПРЕССОРЕ

ФИЛЬТРАЦИЯ (УДАЛЕНИЕ ТВЁРДЫХ

ЧАСТИЦ, КАПЕЛЬНОЙ ВЛАГИ И ОСТАТКОВ КОМПРЕССОРНОГО МАСЛА)

ОСУШКА ( УДАЛЕНИЕ ПАРОВ ВОДЫ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В СЖАТОМ ВОЗДУХЕ)

Слайд 11

СОСТАВ КОМПЛЕКСА ПОДГОТОВКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА 1 – компрессор с охладителем и

СОСТАВ КОМПЛЕКСА ПОДГОТОВКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА

1 – компрессор с охладителем и циклонным

сепаратором на выходе 2 – ресивер 3 – предохранительный клапан 4, 7, 8 – фильтры 5 – осушитель воздуха 6 – резервный вентиль 9 – масляный сепаратор 10 – вентиль для слива конденсата

Между компрессором и ресивером устанавливают оконечный охладитель и циклонный сепаратор для отделения капельной влаги и масла. Это позволяет удалять до 90% влаги, содержащейся в сжатом воздухе.

Забор воздуха компрессором должен производиться в самом холодном месте вдали от источников пыли, дымовых труб и источников выхлопов.

Слайд 12

ПНЕВМОЦИЛИНДРЫ Одностороннего действия Двустороннего действия Мульти-позиционные С демпфированием Без демпфирования Магнитные

ПНЕВМОЦИЛИНДРЫ

Одностороннего действия

Двустороннего действия

Мульти-позиционные

С демпфированием

Без демпфирования

Магнитные

Немагнитные

С проходным штоком

КЛАССИФИКАЦИЯ ПНЕВМОЦИЛИНДРОВ

С односторонним штоком

Тандемы

Морозостойкие и

теплостойкие

Химически стойкие

С пониженным трением

Слайд 13

ОСНОВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ ПНЕВМОЦИЛИНДРОВ КАМОЦЦИ

ОСНОВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ ПНЕВМОЦИЛИНДРОВ КАМОЦЦИ

Слайд 14

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПНЕВМОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПНЕВМОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ

Слайд 15

Пример изображения отверстий распределителя на принципиальной пневматической схеме ОБОЗНАЧЕНИЯ ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ОТВЕРСТИЙ ПНЕВМОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ

Пример изображения отверстий распределителя на принципиальной пневматической схеме

ОБОЗНАЧЕНИЯ ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ОТВЕРСТИЙ

ПНЕВМОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ
Слайд 16

ПРЯМОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПНЕВМОЦИЛИНДРОМ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ С ПОМОЩЬЮ ОДНОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ, ПРИВОДИМОГО В ДЕЙСТВИЕ

ПРЯМОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПНЕВМОЦИЛИНДРОМ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ С ПОМОЩЬЮ ОДНОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ, ПРИВОДИМОГО В ДЕЙСТВИЕ

МУСКУЛЬНОЙ СИЛОЙ ЧЕЛОВЕКА

Ориентировочные границы прямого управления:
Диаметр поршня не более 40 мм, распределитель с присоединительным размером канала не более 1/4 ”

ПРЯМОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПНЕВМОЦИЛИНДРАМИ

ВИДЫ УПРАВЛЕНИЯ ПНЕВМОЦИЛИНДРАМИ : ПРЯМОЕ И НЕПРЯМОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Слайд 17

НЕПРЯМОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПНЕВМОЦИЛИНДРАМИ ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ (С УСИЛЕНИЕМ ПО МОЩНОСТИ) Главный распределитель

НЕПРЯМОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПНЕВМОЦИЛИНДРАМИ ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ (С УСИЛЕНИЕМ ПО МОЩНОСТИ)

Главный распределитель –

усилитель мощности

Вспомогательный (управляющий) распределитель

Слайд 18

Регулируемый пневмодроссель

Регулируемый пневмодроссель

Слайд 19

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДРОССЕЛЬ С ОБРАТНЫМ КЛАПАНОМ Регулируемый пневмодроссель РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДРОССЕЛЬ С ОБРАТНЫМ КЛАПАНОМ

Регулируемый пневмодроссель

РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ

Слайд 20

РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОРШНЯ ПНЕВМОЦИЛИНДРА ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ

РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОРШНЯ ПНЕВМОЦИЛИНДРА ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ

Слайд 21

Слайд 22

ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД С УПРАВЛЯЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИЛИ ЭЛЕКТРОННЫХ РЕЛЕ

ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД С УПРАВЛЯЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИЛИ ЭЛЕКТРОННЫХ РЕЛЕ

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО РЕЛЕ

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО РЕЛЕ

Слайд 27

ТВЁРДОТЕЛЬНЫЕ РЕЛЕ Основные отличия твердотельных реле от электромеханических реле отсутствие электромагнитных

ТВЁРДОТЕЛЬНЫЕ РЕЛЕ

Основные отличия твердотельных реле от электромеханических реле
отсутствие электромагнитных помех

в момент переключения;
высокое быстродействие;
отсутствие акустического шума;
отсутствие дребезга контактов реле;
высокое сопротивление изоляции между входом и выходом;
большое количество переключений, не менее 109 раз;
малое энергопотребление.

Типовые характеристики твёрдлтельных реле
Номинальное коммутируемое напряжение 250, 480 В
Номинальный коммутируемый ток от 3 до 40 А
Падение напряжения на замкнутых контактах, при 1А, - 1,5 В
Напряжения пробоя между входом и выходом - 4000 В
Сопротивление изоляции между входом и выходом при 500 В - 1010 Ом
Время срабатывания - 8,3 мс

Слайд 28

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ КОНЕЧНЫЙ (ПУТЕВОЙ) ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ КОНЕЧНЫЙ (ПУТЕВОЙ) ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Слайд 29

КОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК (конечный или путевой выключатель) 1 – механический объект, приводимый

КОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК (конечный или путевой выключатель)

1 – механический объект, приводимый в

движение пневмоцилиндром
2 – ролик
3 – плунжер
4 – электрические контакты датчика
5 – корпус датчика

Нормально разомкнутые контакты замкнуты. Нормально замкнутые контакты разомкнуты.

Нормально разомкнутые контакты разомкнуты. Нормально замкнутые контакты замкнуты.

Слайд 30

ГЕРКОНОВЫЙ ДАТЧИК 1 – механический объект, приводимый в движение пневмоцилиндром 2

ГЕРКОНОВЫЙ ДАТЧИК

1 – механический объект, приводимый в движение пневмоцилиндром
2 – постоянный

магнит
3 – корпус датчика
4 – стеклянная колба с герметичными контактами (геркон)

Магнит находится вдали от геркона. Слабое магнитное поле. Контакты разомкнуты.

Магнит находится вблизи от геркона. Сильное магнитное поле. Контакты замкнуты.

Магнит на поршне

Слайд 31

ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

Слайд 32

ЁМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

ЁМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

Слайд 33

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

Слайд 34

ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

Слайд 35

ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

Слайд 36

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР (PLC – Programmable Logic Controller) микропроцессорное устройство с

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР
(PLC – Programmable Logic Controller)
микропроцессорное устройство с проблемно –

ориентированным программным обеспечением для реализации алгоритмов логического управления комплексами приводов и устройств промышленной автоматики.

Наиболее распространённая группа программируемых логических контроллеров (ПЛК) – micro PLC.
Они характеризуются моноблочной конструкцией, неизменяемой конфигурацией и небольшим (до 100) количеством входов и выходов.

Слайд 37

ОВЕН ПЛК 100, ПЛК 150 и ПЛК 154

ОВЕН ПЛК 100, ПЛК 150 и ПЛК 154

Слайд 38

СОСТАВ КОНТРОЛЛЕРА ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОРНЫЙ БЛОК ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ЦИФРОВЫЕ ВХОДЫ

СОСТАВ КОНТРОЛЛЕРА

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОРНЫЙ БЛОК
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
ЦИФРОВЫЕ ВХОДЫ И ВЫХОДЫ
КОММУНИКАЦИОННЫЙ ПОРТ
МОДУЛИ РАСШИРЕНИЯ
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

ДИСКРЕТНЫЕ ВХОДЫ И ВЫХОДЫ
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ АНАЛОГОВЫЕ ВХОДЫ И ВЫХОДЫ
Слайд 39

СТРУКТУРА ПРОГРАММИРУЕМОГО ЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЛЕРА

СТРУКТУРА ПРОГРАММИРУЕМОГО ЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЛЕРА

Слайд 40

ЦИКЛ РАБОТЫ КОНТРОЛЛЕРА ( ЦИКЛ СКАНИРОВАНИЯ )

ЦИКЛ РАБОТЫ КОНТРОЛЛЕРА ( ЦИКЛ СКАНИРОВАНИЯ )

Слайд 41

Слайд 42

Что такое CoDeSys? Инструмент программирования Инструмент отладки Инструмент тестирования Инструмент создания

Что такое CoDeSys?

Инструмент программирования
Инструмент отладки
Инструмент тестирования
Инструмент создания визуализаций
Инструмент документирования

проектов

CoDeSys –пакет для создания программного обеспечения
для ПЛК в соответствии со стандартом МЭК 61131-3

Слайд 43

Главное меню и панель инструментов Область определения переменных Редактор Менеджер объектов

Главное меню и панель инструментов
Область определения переменных
Редактор
Менеджер объектов
Окно сообщений
Строка статуса

Первый запуск

CoDeSys
Слайд 44

ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ Языки МЭК 61131-3 Список инструкций (IL) Структурированный текст (ST)

ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Языки МЭК 61131-3

Список инструкций (IL)
Структурированный текст (ST)
Язык функциональных

блоковых диаграмм (FBD)
Язык релейных диаграмм (LD)
Язык последовательных функциональных схем (SFC)