Neumatica Electropneumatica Ice Upc

270
UNITAT 1 (FÍSICA ELEMENTAL) ICE-UPC ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2 ÍNDEX: UNITAT 1: FÍSICA ELEMENTAL. 1.1. MAGNITUDS I UNITATS FÍSIQUES. a) Cabal. b) Pressió. c) Temperatura. d) Rendiment. 1.2. RELACIÓ ENTRE LES DIFERENTS UNITATS. a) Longitud. b) Superfície. c) Volum. d) Temps. e) Velocitat. f) Força. g) Treball. h) Potència. i) Densitat. j) Cabal. k) Pressió. 1.3. LLEIS FONAMENTALS. a) Llei de Bloyle-Mariotte (p-V). b) Llei de Charles (V-T). c) Llei de Gay-Lussac (T-p). d) Llei General o combinada (p-V-T). e) Efecte Venturi (S-v).

description

Info de electroneumátcia

Transcript of Neumatica Electropneumatica Ice Upc

  • UNITAT 1 (FSICA ELEMENTAL) ICE-UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 2

    NDEX:

    UNITAT 1: FSICA ELEMENTAL. 1.1. MAGNITUDS I UNITATS FSIQUES.

    a) Cabal. b) Pressi. c) Temperatura. d) Rendiment.

    1.2. RELACI ENTRE LES DIFERENTS UNITATS. a) Longitud. b) Superfcie. c) Volum. d) Temps. e) Velocitat. f) Fora. g) Treball. h) Potncia. i) Densitat. j) Cabal. k) Pressi.

    1.3. LLEIS FONAMENTALS. a) Llei de Bloyle-Mariotte (p-V). b) Llei de Charles (V-T). c) Llei de Gay-Lussac (T-p). d) Llei General o combinada (p-V-T). e) Efecte Venturi (S-v).

  • UNITAT 1 (FSICA ELEMENTAL) ICE-UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 3

    UNITAT 1: FSICA ELEMENTAL.

    1.1. MAGNITUDS I UNITATS FSIQUES

    En pneumtica hi ha una srie de magnituds, s a dir, tot all que s susceptible de poder ser mesurat, que shan de conixer per poder comprendre el seu funcionament. Les principals sn :

    a) Cabal

    s el volum de fluid que travessa una secci en un temps determinat

    En pneumtica, com a unitats de cabal sutilitzen: l./min i m3/h b) Pressi s la relaci entre la fora que actua sobre un cos i la superfcie on actua aquesta fora Per expressar pressions normals sutilitza com a unitat el bar. En aplicacions pneumtiques saccepten les segents equivalncies : 1 bar = 105 Pascal = 1 atmosfera = 1 Kp/ cm2 Els sistemes pneumtics operen en un medi ambient sotms a la pressi atmosfrica, s a dir, a

    1 atm. (1 bar), per si es mira el manmetre quan no t alimentaci daire, marca 0 bar. Per tant, es poden establir dos conceptes:

    Pressi absoluta, s la pressi real, inclosa l atmosfrica (s la que sutilitza en aplicar les lleis fsiques dels gasos ). Pressi relativa o pressi diferencial, que s la pressi que no t en compte la pressi atmosfrica (s la que mesuren els manmetres) En pneumtica industrial es treballa amb pressions relatives. c) Temperatura s una sensaci trmica, palpable fcilment amb el sentit del tacte i que sempre es mesura

    amb el termmetre. Existeixen diferents escales de temperatura, per en pneumtica sutilitza la temperatura centgrada que t com a unitat el C i l absoluta que t com a unitat el Kelvin.

    K = 273 + C

    d) Rendiment s la relaci entre la magnitud til i la magnitud consumida. Es representa per . No t unitats i sexpressa en tant per cent ( % ).

    SFP =

    tVQ =

  • UNITAT 1 (FSICA ELEMENTAL) ICE-UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 4

    1.2. RELACI ENTRE DIFERENTS UNITATS

    Bsicament, la relaci que trobem entre les diferents unitats sn les relacionades en els diferents sistemes fsics dunitats. Les principals sn:

    a) Longitud

    1 metre = 100 centmetres = 1.000 millmetres 1 m = 100 cm = 1.000 mm

    b) Superfcie 1 metre quadrat = 10.000 centmetres quadrats 1 m2 = 104 cm2 = 106 mm2 c) Volum 1 metre cbic = 1.000 decmetres cbics 1 m3 = 103 dm3 = 106 cm3 1 dm3 1 litre d) Temps 1 hora = 60 minuts = 3.600 segons

    e) Velocitat

    1 quilmetre / hora 0,27 metres / segon 1 Km / h = 0,27 m / seg.

    f) Fora 1 dina = 1gram . 1 centmetre / 1 segon quadrat 1 d = 1g.cm / seg2. 1 Newton = 1quilogram. 1 metre / 1 segon quadrat

    1 N = 1Kg.m / seg2. 1Kilopond = 9,8 Newtons es pot agafar en la prctica com 10 Newtons

    g) Treball 1 erg = 1 dina . 1 centmetre 1 erg = 1 d.cm 1 Joule = 1 Newton . 1 metre 1 J = 1 N.m 1 Quilopondmetre = 1 Quilopond . 1 metre = 9,8 Newton . 1 metre 1Kpm = 9,8 N.m

    h) Potncia 1 Watt = 1 jul. / 1 segon 1 W = 1J / seg. 1 Quilowatt = 1000 wats 1 kW = 103 w 1 Cavall de vapor = 75 Quilopondmetres = 735,5 watts 1CV = 75 Kpm = 735,5 w en la prctica 1 CV 736 w

    1 horse-power = 1,0138 Cavalls de vapor 1 H.P = 1,0138 CV en la prctica 1 H.P = 1 CV

  • UNITAT 1 (FSICA ELEMENTAL) ICE-UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 5

    i) Densitat

    1 Quilogram / 1 decmetre cbic = 1gram / 1 centmetre cbic 1 Kg / 1 m3 = 1 g / cm3

    j) Cabal 1 Metre cbic / hora = 1.000 decmetres cbics / 60 minuts 1 m3 / h = 16,6 dm3 / min. = 16,6 l / min. k) Pressi

    1 atmosfera = 1,033 Quilopond / 1 centmetre quadrat 1 at. = 1,033 Kp / cm2 en la prctica 1at = 1 Kp / cm2 = 1 kg / cm2 1 atmosfera 1bar = 105 Pascals 1 at. = 1b = 105 Pa 1 atmosfera = 760 millmetres de mercuri = 760 Torricellis 1 at. = 760 mm de Hg = 760 Tor.

    1.3. LLEIS FONAMENTALS

    Els lquids i els gasos reben el nom de fluids, perqu les seves molcules es mouen fcilment.

    L aerosttica s la part de la fsica que estudia laire com a fluid esttic i els fenmens que es deriven de l existncia de la capa daire que envolta la terra.

    Els gasos es caracteritzen per no tenir forma prpia i adoptar la totalitat del volum del recipient on es troben. Els gasos tenen

    Expansibiltat: Ocupa tot el volum del recipient on es troben. Compressibilitat: Redueixen el volum en augmentar la pressi. Elasticitat: La seva pressi es transmet per igual en totes les

    Entre les lleis fonamentals ms importants dels gasos tenim : a) Llei de Boyle - Mariotte : (pressi volum)

    Es fcil comprovar que, en augmentar la pressi dun gas, el seu volum disminueix, i a l inrevs; per tant, la pressi (p) i el volum (V) sn magnituds inversament proporcionals. La seva definici, segons Boyle, s :

    Els volums ocupats per una massa gasosa, a temperatura constant sn inversament proporcionals a les pressions que suporten

    =pfpi

    ViVf

    VfpfVipi .. =

  • UNITAT 1 (FSICA ELEMENTAL) ICE-UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 6

    b) Llei de Charles : (volum temperatura)

    Tamb es pot comprovar que, en augmentar la temperatura dun gas, augmenta, per dilataci, el seu volum; per tant, la temperatura (T) i el volum (V) sn magnituds directament proporcionals. La seva definici, segons Charles, s :

    Els volums ocupats per una massa gasosa, a pressi constant sn directament proporcionals a les variacions de temperatura

    =TiVi

    TfVf

    c) Llei de Gay-Lussac : (temperatura pressi) Un cas semblant succeeix amb la pressi dun gas, que augmenta en augmentar la seva temperatura; per tant, la temperatura (T) i la pressi (p) sn magnituds directament proporcionals. La seva definici, segons Gay-Lussac, s :

    A volum constant, la pressi dun gas s directament proporcional a les variacions de temperatura

    d) Llei General o combinada : (pressi volum temperatura)

    En qualsevol experimentaci o procs industrial, no s possible mantenir constant la pressi i la temperatura dun fluid, la qual cosa significa o comporta que el volum varia en funci de la pressi i la temperatura

    Les pressions assolides en un gas sn inversament proporcionals al seus volums i directament proporcionals a les seves temperatures absolutes

    TiVfTfVi .. =

    =Tipi

    Tfpf

    TipfTfpi .. =

    TfVfpf

    TiVipi .. =

  • UNITAT 1 (FSICA ELEMENTAL) ICE-UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 7

    e) Efecte Venturi : (secci Velocitat) Si fem circular un fluid per una conducci a la qual redum la seva secci en un tram, podem observar que la pressi s diferent en el tram ample de la del tram estret

    Segons l equaci de la continutat, si la secci en el punt 1, (S1), s ms gran que la secci (S2) en el punt 2, llavors tamb la velocitat del fluid en el punt 1 (V1) s ms petita que la velocitat en el punt 2, (V2)

    Si S1 > S2 , llavors V1 < V2

    aix porta com a conseqncia una variaci de les pressions en aquests punts, s a dir: p1 > p2 que comporta com a resultat lanomenat efecte Venturi La pressi dun fluid en una conducci s tant ms petita quant ms gran s la velocitat del mateix, per efectes de la disminuci de secci

    Aquest efecte comporta una baixada de pressi (depressi) en el punt ms estret de tub, arribant fins i tot a lextrem de resultar una pressi negativa i, per tant, provocar una succi

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 2

    NDEX:

    UNITAT 2: INTRODUCCI A LA PNEUMTICA. INTRODUCCI. 2.1. AVANTATGES I INCONVENIENTS.

    AVANTATGES. INCONVENIENTS.

    2.2. TRACTAMENT DE LAIRE COMPRIMIT. 2.3. CLCUL APLICAT A ACTUADORS PNEUMTICS. 2.4. SIMBOLOGIA.

    2.5. APLICACIONS PNEUMTIQUES

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 3

    UNITAT 2: SIMBOLOGIA I CONCEPTES BSICS. INTRODUCCI:

    Lenergia pneumtica s la que utilitza totes les propietats que sorgeixen de la utilitzaci de laire comprimit. La pneumtica s la part de la tecnologia que estudia les mquines i els aparells que funcionen amb aire comprimit. El primer pas s lobtenci de laire comprimit per aplicar-lo a mquines, aparells i automatitzacions de diferents processos industrials. Les caracterstiques principals que t laire comprimit les podrem resumir en tres propietats fonamentals de les quals sen pot treure el mxim profit: Fludesa: Laire ofereix molt poca resistncia al desplaament. Compressibilitat: Laire es pot comprimir en un recipient o installaci augmentant la

    pressi. Elasticitat: La pressi exercida en laire comprimit es transmet amb igual intensitat en

    totes les direccions, ocupant tot el volum que lenvolta. La pneumtica s una tcnica molt estesa en el mn industrial per la facilitat daconseguir moviments lineals amb la utilitzaci delements relativament simples i de baix manteniment, com sn els actuadors o cilindres pneumtics. En els ltims anys sha ests molt dins les aplicacions automatitzades industrials i, sobretot, utilitzant el control elctric sobre els elements pneumtics, s a dir, el comandament elctric mitjanant electrovlvules sobre cilindres pneumtics. La pneumtica la podrem separar en tres grans blocs: Pneumtica bsica: Estudi dels components pneumtics i dels circuits bsics per a

    comandar, regular la velocitat o controlar la posici dun sol actuador. Seqncies : Quan s necessari la utilitzaci de la tcnica pneumtica per a realitzar

    moviments repetitius i encadenats de diversos actuadors duna forma automtica. Electropneumtica : Quan volem controlar cilindres pneumtics, per el comandament i

    control es realitza elctricament. Quan sarriba a un grau de complexitat avanat, per regla general, a no ser que la seguretat de la installaci requereixi la utilitzaci de tcniques totalment pneumtiques, sutilitza el control elctric i en un grau ms avanat controlat per un PLC. Amb els avantatges de poder utilitzar elements de captaci de dades ms precises; utilitzaci de la sensrica.

    Actualment, quan es parla de pneumtica, podem pensar que, en realitat, sha de parlar delectropneumtica, ja que les aplicacions ms esteses que utilitzen actuadors pneumtics, estan controlades elctricament per electrovlvules i, en un tant per cent molt elevat, disposen dun PLC per a realitzar totes les funcions dautomatitzaci: temporitzacions, comptatge de cicles (producci), condicionaments de funcionament, repeticions, activacions seqencials, activacions simultnies, canvis de seqncia de funcionament, comandaments complexos, etc. Tampoc sha de menysprear la pneumtica clssica com a tcnica dautomatitzaci, ja que un bon tcnic ha de conixer els fonaments, per tal que donin una visi ms mplia del tema i, sobretot, perqu ajuda en gran manera a entendre els circuits. Pensem que tot circuit pneumtic s equivalent a un delctric.

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 4

    2.1. AVANTATGES i INCONVENIENTS:

    Es poden exposar una srie davantatges i d inconvenients, quan parlem de tcniques dautomatitzaci pneumtiques. AVANTATGES:

    Laire es pot trobar fcilment i en abundncia. Laire s un element ideal en condicions desfavorables i no s corrosiu, ni conductor, ni

    deflagrant per si sol. Es pot utilitzar en quasi tots els camps de la indstria. s net en cas de fuga. Ideal per a indstries alimentries i farmacutiques. s icnfug i, per tant, s ideal per a indstries manipuladores de productes perillosos

    amb riscos de deflagraci o incendi. s relativament fcil demmagatzemar a pressions superiors a latmosfrica (en

    acumuladors o dipsits). s fcil de transportar, mitjanant canonades. No requereix de mecanismes gaire complicats o sofisticats per al seu control. Les sobrecrregues no perjudiquen els elements, quan hi ha una pressi baixa. Es poden aconseguir variacions de velocitat dels actuadors duna forma relativament

    fcil. Es poden aconseguir velocitats elevades en els actuadors i en els motors (1m/s i

    500.000 rpm).

    INCONVENIENTS:

    Laire comprimit sha de preparar abans dutilitzar-lo. s necessari eliminar les impureses slides i la humitat amb filtres.

    El comandament pneumtic s lent (per aire). No s una tcnica de precisi. No s aconsellable, quan s necessari obtenir precisi

    per sota d1 segon p.ex. Limitaci de la pressi en les installacions de 6 a 7 bar. Limitaci de les forces dutilitzaci de 2.000 a 3.000 Kg. Fora. Dificultat daconseguir velocitats uniformes i constants en els cilindres, si les condicions

    ambientals varien. Dificultat daconseguir posicions intermdies molt precises en cilindres, ats que laire

    s relativament compressible. Laire dels escapaments provoca sorolls en les installacions. Shan de silenciar,

    esmorteir, canalitzar o agrupar les vlvules dins darmaris insonoritzats. Provoca un consum continu per efecte dels escapaments en el funcionament normal. Laire comprimit s una font denergia cara comparada amb l energia elctrica.

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 5

    2.2. TRACTAMENT DE LAIRE COMPRIMIT

    Abans de ser utilitzat en un circuit pneumtic, laire atmosfric ha de ser sotms a una srie de tractaments, entre els quals hi ha el filtratge previ, la compressi, la refrigeraci, lemmagatzematge i el manteniment. Laire atmosfric cont gran quantitat dimpureses en forma de partcules de pols, residus dolis i humitat, que poden ser causa davaries en les installacions pneumtiques en cas de no eliminar-les; per aix, cal fer un filtratge previ. Els compressors sencarreguen defectuar la compressi de laire fins assolir una pressi adequada per a la seva utilitzaci. En la indstria sutilitzen pressions de fins a 12 bar. Els compressors sn mquines destinades a produir aire comprimit, i saccionen mitjanant motors elctrics o trmics. Per escollir el tipus de compressor, shan de tenir en compte dos aspectes fonamentals: el cabal de fluid necessari i la pressi de treball. El compressors es classifiquen en : TIPUS DE COMPRESSORS Volumtrics

    Turbocompressors

    Alternatius

    Rotatius

    De pist de dos temps De pistons alternatius

    De paletes

    Dengranatges

    Radials Axials

    Un cop comprimit, laire t una temperatura elevada (de 120 C a 150 C), motiu pel qual cal sotmetrel a un procs de refrigeraci i deliminaci del percentatge daigua tant elevat com sigui possible, ja que es tracta daire humit.

    Laire sec i refrigerat semmagatzema en dipsits generals o en acumuladors. Finalment, aquest aire s sotms a un tractament final en lanomenada unitat de manteniment FRL, que s composta per un filtre, un regulador de la pressi provet de manmetre i tamb dun lubricador

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 6

    2.3. CLCUL APLICAT A ACTUADORS PNEUMTICS

    Una vegada fixada la pressi de treball, la fora desenvolupada depn de la superfcie til de lactuador pneumtic o cilindre. Aquesta superfcie ser diferent segons es tracti dun cilindre de simple efecte o dun cilindre de doble efecte .

    Cilindre de simple efecte

    En aquest cilindre la pressi de laire sexerceix sobre tota la superfcie de lmbol o pist. En calcular la fora sha de tenir en compte lempenyiment de la molla, que a efectes prctics s la dcima part de la fora de

    laire, (E = 0,1 F) Quant a les frmules pel seu clcul sn : Superfcie de lmbol :

    =

    =2

    2. DS

    4.

    2D Volum daire: Fora exercida per laire: Consum daire :

    eDeSV .4..

    2==

    EDpF =4..

    2

    VnQmaniobra .=

    S = Superfcie de lmbol D = Dimetre de lmbol e = cursa de lmbol F = Fora exercida per laire E = Fora dempenyiment de la molla Q = Consum daire durant una maniobra N = nombre de cicles per minut d = Dimetre de la tija

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 7

    Cilindre de doble efecte En la cursa davanament la pressi sexerceix sobre tota la superfcie de lmbol, mentre que en la cursa de retrocs noms actua sobre tota la superfcie til, la de lmbol menys la de la tija. Quant a les frmules pel seu clcul sn : Superfcie davanament

    4. 2DS =

    Superfcie de retrocs Volum daire

    ( )

    4.2. 22 dDVVV retrocsavanament

    =+= .e Fora davanament Fora de retrocs Les lletres es corresponen pels mateixos apartats que pels clculs del cilindre de simple efecte.

    4..

    2DpFa=

    ( )4

    ..22 dDpFr

    =

    ( )4

    . 22 dDS =

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 8

    2.4 SIMBOLOGIA:

    ACOBLAMENT RPID AMB VLVULA DE RETENCI.

    MANMETRE

    PRESA D'AIRE O PRESSI

    ESCAPAMENT

    LUBRIFICADOR

    FILTRE AMB PURGADOR

    VLVULA LIMITADORA DE PRESSI

    VLVULA REGULADORA

    UNITAT DE MANTENIMENT

    FILTRE

    ACOBLAMENT RPID SENSE VLVULA DE RETENCI.

    LNIA DE TREBALL

    LNIA DE COMANDAMENT O PILOTATGE

    CONNEXI

    LNIA FLEXIBLE

    PURGA D'AIRE

    DE PRESSI AMB MANMETRE

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 9

    MOTOR PNEUMTIC NO REVERSIBLE

    COMPRESSOR

    CILINDRE TELESCPIC

    MOTOR PNEUMTIC REVERSIBLE

    CILINDRE DE GIR

    CILINDRE DOBLE EFECTEAMB ESMORTEIMENT

    CILINDRE MULTIPOSICIONAL

    CILINDRE TNDEM

    CILINDRE DE DOBLE VSTEG

    CILINDRE DOBLE EFECTE

    CILINDRE SIMPLE EFECTE

    CILINDRE PLA O ANTIGIR

    ACTUADORS:

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 10

    VLVULA 5/3 CENT. TANC.

    VLVULA 4/3 APLIC. ESC. (J)

    VLVULA 4/3 CENT. TANC. (E)

    VLVULA 5/2

    VLVULA 4/2

    VLVULA 3/2 N.O.

    VLVULA 3/2 N.T.

    VLVULA 2/2 N.O.

    VLVULA 2/2 N.T.

    VLVULES DISTRIBUDORES:

    PER DEPRESSI

    SERVO-PILOTATGE

    ELECTROIMANT

    AMB ENCLAVAMENT

    EMISSOR D'IMPULSOS

    MUSCULAR O MANUAL

    PALANCA MANUAL

    PER POLSADOR

    PER RODET ABATIBLE

    PER RODET (F.C.)

    PER BOBINA

    AMB MOLLA

    PER PRESSI

    PER LLEVA

    PEDAL

    ACCIONAMENTS:

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 11

    1 3

    X

    DETECTOR REFLEX

    DETECTOR DE BARRERA INTEGRAT (FORQUETA

    RECEPTOR DETECTOR PNEUMTIC DE BARRERA

    EMISSOR DETECTOR PNEUMTIC DE BARRERA

    AMPLIFICADOR PNEUMTIC

    TEMPORITZADOR

    VLVULA DE SEQNCIA

    1 3

    3

    2

    12

    1

    1

    X

    1

    X

    2

    3X(2)

    1

    1

    CAPTADOR DE FUGA

    TOVERA D'ASPIRACI I VENTOSA.

    VLVULES AUXILIARS DE BLOQUEIG I DE FLUX:

    VLVULA D'ESCAPAMENT RPID

    VLVULA D'ESCANYAMENT AMB ANTI-RETORN

    VLVULA D'ESCANYAMENT

    VLVULA ANTI-RETORN AMB MOLLA

    VLVULA ANTI-RETORN SENSE MOLLA

    VLVULA DE SIMULTANETAT (AND)

    VLVULA SELECTORA DE CIRCUIT (OR)

    2

    1 3

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 12

    MARXA

    SIMBOLOGIA COMANDAMENT

    PARADA

    MARXA / PARADA

    MARXA AUTOMTICA

    POLSADOR (MARXA POLSATRIA)

    PARADA D'EMERGNCIA (VERMELL)

    CICLE CONTINU O MOVIMENT CONTINU.

    CICLE NIC O UNA REVOLUCI.

    REVOLUCIONS MINUT (rpm).min.

    SISTEMA PNEUMTIC.

    SIMBOLOGIA TIPUS DE TECNOLOGIA:

    SISTEMA HIDRULIC.

    SISTEMA MECNIC.

    SISTEMA ELCTRIC.

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 13

    2.5. APLICACIONS PNEUMTIQUES: A les diferents accions que es poden realitzar utilitzant la tcnica pneumtica tamb rep el nom de manipulaci. Sn les accions que en ltima instncia shan de realitzar mitjanant els actuadors pneumtics i de les quals sobtenen les aplicacions industrials. s molt difcil suplir la m de lhome com a element de treball, ja que aquesta, prcticament, pot realitzar la majoria de funcions com: distribuir, ordenar, alimentar, posicionar, subjectar, treure, posar, traslladar, etc. Un procs de treball automtic ha de portar, generalment, ms dun element mecnic de manipulaci, tants com operacions individuals shagin de realitzar. Tanmateix, tamb shauran dincorporar els elements de comandament necessaris, els detectors de posici i els diferents elements de control i de regulaci de cabal. Un actuador pneumtic es pot transformar en un muscle mecnic. Amb tres cilindres de dimensions adequades es pot arribar tericament fins qualsevol lloc dins un espai limitat. Afegint-hi un accionament giratori podem augmentar les possibilitats de moviment i acostar-nos a la idea que tenim del bra hum, i si incorporem en lextrem una mordassa pneumtica podem dir que estem simulant el moviment de la m de lhome. No es tracta de comparar la m mecnica amb les possibilitats immenses que t la m de lhome. Aquesta tcnica, utilitzant actuadors pneumtics, sanomena manipulaci, que s la tcnica que estudia els moviments controlats duna forma limitada, arribant a poder-se controlar els segents parmetres:

    Posici inicial. Posici final. Posicions intermdies no molt precises. Velocitat. Fora daplicaci.

    En tot cas, per a controlar duna forma precissa tots aquests parmetres sha dutilitzar la tcnica proporcional o tamb anomenada pneumtica intelligent, que tracta dels sistemes servocontrolats electrnicament mitjanant vlvules proporcionals i sensors analgics de les diferents magnituds a controlar. La tcnica de manipulaci culmina quan sarriba a lestudi de la robtica, que segons la Federaci Internacional de Robtica (IFR) defineix el robot com: Mquina de manipulaci automtica reprogramable i multifuncional amb tres o ms eixos que poden posicionar i orientar matries, peces, eines o dispositius especials per a lexecuci de treballs diversos en les diferents etapes de la producci industrial, ja sigui en una posici fixa o en moviment. En aquest curs no pretenem ni de bon tros acostar-nos a les tcniques o tecnologies que desenvolupa la robtica, per s que en algun moment ens hi podem acostar realitzant algun smil sobre les accions de manipulaci. Algunes de les accions o funcions mecniques que es poden realitzar utilitzant mitjans estrictament pneumtics poden ser:

    SMBOL

    DESCARREGAR

    FUNCI EXEMPLE

    MULTIVIBRADOR

    ACTUADOR

    EMMAGATZEMAR CILINDRES DE SIMPLEI DOBLE EFECTE

  • UNITAT 2 (INTRODUCCI A LA PNEUMTICA) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 14

    ALIMENTARI DOBLE EFECTECILINDRES DE SIMPLE

    COMPROVARVLVULA FI DE CURSA

    DETECTOR PROXIMITAT

    POSICI

    GIR CILINDRES DE GIR

    DESPLAAR

    SUBJECTAR I DOBLE EFECTECILINDRES DE SIMPLE

    EXEMPLESMBOLFUNCI ACTUADOR

    PLAT CIRCULARCIRCULARAVAN

    AVANLINEAL

    ALIMENTADOR

    AVANALTERNATIU

    HIDRULICPNEUMTIC

    EXPULSI EXPULSORCILINDRES DE SIMPLEI DOBLE EFECTE

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 2

    NDEX:

    UNITAT 3: ELEMENTS PNEUMTICS. 3.1. UNITAT DE MANTENIMENT:

    a) Filtre. b) Vlvula reguladora de pressi. c) Lubrificador. d) Vlvula limitadora de pressi.

    3.2. ACTUADORS PNEUMTICS: a) Motors pneumtics. b) Cilindre de Simple Efecte. c) Cilindre de Doble Efecte. d) Cilindre de Doble Vsteg. e) Cilindres Plans. f) Cilindres Tndem. g) Cilindres Multiposicionals. h) Cilindres telescpics. i) Cilindres de gir.

    3.3. VLVULES: a) Vlvules distribudores o de vies.

    Nomenclatura. Simbologia pneumtica. Tipus de vlvules distribudores. Tipus daccionaments.

    b) Vlvules auxiliars de bloqueig i de flux: Vlvules selectores de circuit (OR). Vlvules de simultanetat (AND). Vlvules anti-retorn. Vlvules descanyament. Vlvules descanyament amb anti-retorn. Vlvules descapament rpid. Tovera daspiraci per depressi. Captador pneumtic de fuga. Detector reflex o de flux anular. Detector pneumtic de barrera. Amplificador pneumtic.

    c) Vlvules de pressi i temps: Vlvules de seqncia. Temporitzadors.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 3

    UNITAT 3: ELEMENTS PNEUMTICS. 3.1 UNITAT DE MANTENIMENT. La unitat de manteniment t la missi de preparar laire que ve del grup compressor, abans dutilitzar en una installaci o mquina. Els elements bsics que formen aquest conjunt sn els segents: Filtre, regulador de pressi, manmetre i lubrificador.

    a) FILTRE: Sn els elements que purifiquen laire comprimit, eliminant totes les partcules o brutcia i tamb recollir gran part de laigua o humitat existent.

    FILTRE AMB PURGADOR

    FILTRE

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 4

    b) VLVULA REGULADORA DE PRESSI: Tenen la missi de mantenir constant la pressi de treball amb independncia de la pressi primria. La pressi dentrada s ms elevada que la de sortida, disposant dun comandament dajust fent que augmenti ms o menys el cabal per tal de mantenir la pressi constant, el qual es regula automticament fins el valor ajustat. c) LUBRIFICADOR: Encara que en lactualitat no s necessari per als components pneumtics moderns, ja que estan prelubrificats per a tota la seva vida, en moltes installacions existeixen components vells o accessoris que necessiten una lubrificaci encara que sigui moderada. La lubrificaci consisteix en aportar partcules de lubricant a laire comprimit que ha de circular per tota la installaci, fet que afavoreix el funcionament de tots els components i disminueix el desgast; sobretot en mquines que hagin de treballar en condicions extremes, per exemple de temperatura o tamb que hagin de realitzar molts de cicles.

    2

    4 6

    8

    10

    40 80

    120 lbf/in2 bar P1 P2

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 5

    d) VLVULA LIMITADORA DE PRESSI: Sn vlvules que sutilitzen per a limitar les sobrepressions en les installacions pneumtiques. Una excessiva pressi en la installaci far que sobri la vlvula i descarregui laire

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 6

    3.2. ACTUADORS PNEUMTICS. Sn actuadors pneumtics tots els mecanismes que proporcionen un moviment. Depenent del tipus de moviment es poden classificar en:

    Moviment rotatiu : - Motors pneumtics. Moviment lineal : - Cilindres de Simple Efecte (SE).

    - Cilindres de Doble Efecte (DE).

    Moviment giratori : - Cilindres de gir daletes i de cremallera.

    a) MOTORS PNEUMTICS: Els motors pneumtics es caracteritzen per lelevada velocitat de gir que poden proporcionar, fins a 500.000 rpm. Ara b, tenen linconvenient que proporcionen un parell motor limitat, s a dir, no donen gran fora en leix. Es poden sobrecarregar fins a parar-los sense el perill docasionar-los desperfectes.

    REVERSIBLENO REVERSIBLEMOTOR MOTOR

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 7

    CILINDRES: Els cilindres pneumtics sn mecanismes que proporcionen moviments lineals i es poden diferenciar dos tipus bsicament, depenent de lalimentaci: simple efecte i doble efecte. b) Cilindres de Simple Efecte:

    Els cilindres de S.E. noms realitzen fora en sentit de sortida, per acci de laire comprimit. El retrocs sefectua automticament en deixar daplicar pressi, retornant per lacci duna molla. Tenen linconvenient que en lacci de retrocs noms proporciona fora per lefecte de la molla, per per altra banda, t lavantatge que el consum s inferior comparant-lo amb el cilindre de doble efecte, ja que no cal aplicar aire en la cursa de retrocs.

    ACCI DE SORTIR

    ACCI D'ENTRAR (RETORN)

    1 2

    3 4

    5 6

    7 8

    9

    10 11

    12 13

    14

    1 junta damortiment 2 imant 3 casquet amort. 4 camisa 5 casquet guia 6 junta rascadora 7 tapa anterior 8 connexi anterior 9 interruptor magnt. 10 vsteg 11 anell guia 12 junta pist 13 tapa posterior 14 cargol damortiment

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 8

    c) Cilindres de Doble Efecte:

    Els cilindres de D.E. tenen dues cambres per aplicar aire, tant per avanar com per a retrocedir. Sha de tenir en compte que la fora davan s superior a la de retrocs, ja que sha de descomptar la superfcie que ocupa la tija (vsteg) de lmbol de la cambra de retrocs. Aquest tipus de cilindres tenen lavantatge respecte als de simple efecte, que proporcionen fora en els dos sentits de moviment, per per altra banda tenen linconvenient que el consum s superior, aproximadament el doble.

    ACCI DE SORTIR

    ACCI D'ENTRAR (RETORN)

    Existeixen altres tipus de cilindres o actuadors lineals especials, com per exemple:

    d) Cilindres de doble vsteg:

    Sutilitzen en aplicacions en que s necessari tenir una cursa molt llarga, o tamb quan han destar igualades les forces davan i de retrocs.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 9

    e) Cilindres plans:

    Sn cilindres que tenen la forma del perfil del vsteg quadrada i sn molt tils quan s imprescindible tenir la condici antigir.

    f) Cilindre tndem:

    Estan formats per dos cilindres de doble efecte units per un vsteg com. La fora dactuaci s quasi el doble dels normals, ja que disposa daproximadament dues superfcies daplicaci de pressi. Molt tils quan lespai per a installar-los s molt redut i el dimetre ha de ser limitat.

    g) Cilindres multiposicionals:

    Estan composats per dos cilindres units de diferents curses i dues cambres independents. Depenent de on saplica la pressi, el vsteg surt ms o menys.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 10

    h) Cilindres telescpics:

    Sn cilindres amb un vsteg constitut per diversos vstegs inserits i, a mesura que saplica pressi, van sortint de forma progressiva; comenat pel ms prim (interior) i acabant pel ms gruixut (exterior).

    i) Cilindres de gir:

    Els cilindres de gir tenen el mateix principi que els cilindres de doble efecte per amb la diferncia que el moviment s circular. La fora es transmet a travs duna aleta oscillant unida a leix giratori i permeten un gir des de 0 fins 180 aproximadament, podent ajustar-se langle de gir amb uns topes.

    Tamb existeixen altres tipus de cilindres de gir que disposen dun o dos cilindres de doble efecte lineals, que converteixen el moviment en giratori mitjanant un engranatge dentat unit a leix central que gira per lefecte de la cremallera que mou el/s cilindre/s, podent assolir angles de gir daproximadament 360.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 11

    3.3. VLVULES.

    Les vlvules sn dispositius que controlen els sistemes pneumtics: els comandaments dels cilindres de sortida i dentrada (marxa i parada), la regulaci de la velocitat i la regulaci de la fora. Les caracterstiques principals de les vlvules pneumtiques sn: la funci que han de realitzar i la forma daccionament. Segons la funci que realitzen les vlvules es poden classificar en:

    Vlvules distribudores o de vies. Vlvules de bloqueig o anti-retorn. Vlvules reguladores de pressi. Vlvules reguladores de flux o de velocitat. Elements de buit.

    a) VLVULES DISTRIBUDORES O DE VIES: La funci principal daquestes vlvules s la de distribuir laire (pressi) o de tancar el pas. Sanomenen tamb de vies degut al cam o conductes per on haur de circular laire comprimit. Nomenclatura:

    NUMERACI DESCRIPCI

    1 (P)

    connexi de pressi (entrada).

    2 (A), 4 (B)

    connexions daplicaci (sortida/es)

    3 (R), 5 (S)

    connexions descapament

    12 (Z), 14 (Y)

    connexions de comandament (pilotatge)

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 12

    Simbologia pneumtica: La representaci de les vlvules es fa duna manera esquemtica per tal de donar a entendre el seu funcionament. La classificaci es fa en funci del nombre de vies i del nombre de posicions, de forma que el primer nmero indica el nombre de vies i el segon el nombre de posicions. 2/2 = 2 vies i 2 posicions. 3/2 = 3 vies i 2 posicions. 4/2 = 4 vies i 2 posicions. 5/2 = 5 vies i 2 posicions. 5/3 = 5 vies i 3 posicions. Cada posici de la vlvula es representa per un rectangle i en el seu interior sindiquen les vies.

    2 POSICIONS

    3 POSICIONS

    2 VIES

    3 VIES

    4 VIES

    5 VIES

    4 VIES3 POSICIONS

    2 POSICIONS

    2 POSICIONS

    2 POSICIONS

    2 POSICIONS

    VIA TANCADA

    VIA OBERTA AMB PRESSISENTIT ASCENDENT

    VIA OBERTA D'ESCAPAMENTSENTIT DESCENDENT

    Les connexions o conductes exteriors s realitzen, per regle general, en el requadre de la dreta, s a dir, en estat de reps o inicial la vlvula est situada amb els conductes a la dreta.

    NO PASSA AIRE

    EN REPS ACCIONADA

    ACCI

    SI PASSA AIRE

    V / P

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 13

    Les vlvules es poden classificar en NORMALMENT OBERTES (N.O.) i NORMALMENT TANCADES (N.T.), depenent de si estan deixant passar laire comprimit o no en la posici de reps.

    NORMALMENT TANCADA

    3/2 (N.T.) 3/2 (N.O.)NORMALMENT OBERTA

    En la nomenclatura dels circuits elctrics, els contactes normalment oberts (N.O.) no deixen passar corrent en reps i els normalment tancats (N.T.) s deixen passar corrent en reps.

    CONTACTEELCTRIC

    N.O. N.T.ELCTRICCONTACTE

    A la part exterior esquerra de la vlvula sindicar el tipus daccionament, entenent per accionament a la forma com es mour la vlvula per a deixar o no passar laire comprimit. A la part exterior dreta sindicar la forma en que retornar; generalment ser una molla (retorn per molla).

    VLVULA 3/2 (N.T.)ACCIONADA PER POLSADORI RETORN PER MOLLA

    ACCIONADA PER RODET I RETORN PER MOLLA

    VLVULA 3/2 (N.T.)

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 14

    De vegades els conductes estan situats a lesquerra del cos de la vlvula, quan en estat de reps existeix una fora exterior i permanent que modifica la posici inicial de la vlvula, com per exemple una vlvula accionada per rodet (final de cursa) que el cilindre est pressionant en la posici de reps.

    ACCIONADA EN REPS

    a0

    A

    a0 a1

    a1

    NO ACCIONADA EN REPS

    Tipus de vlvules distribudores: Les vlvules ms utilitzades segons el nombre de vies i de posicions sn les segents:

    VLVULA 4/3 APLICACCI A ESCAPAMENT (J)

    VLVULA 2/2 N.T. (VLVULA DE PAS)

    VLVULA 2/2 N.0. (VLVULA DE PAS)

    VLVULA 4/3 CENTRES TANCATS (E)

    VLVULA 4/2

    VLVULA 5/2

    VLVULA 3/2 N.T.

    VLVULA 3/2 N.O.

    VLVULA 5/3 CENTRES TANCATS

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 15

    Vlvula 2/2 (N.0.):

    Vlvula 3/2 (N.T.): Vlvula 4/2 :

    Vlvula 5/2 :

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 16

    Tipus daccionaments: Quan ens referim a accionament, volem expressar la forma en que la vlvula canvia destat o de posici, s a dir, la fora exterior que fa variar la posici. El tipus daccionament que la vlvula t acoblat depn de la soluci tecnolgica adoptada i no de la funci de la prpia vlvula. Els accionaments es poden diferenciar de dues formes, els que sn directes o els que es realitzen a distncia. Els accionaments directes sn comandaments que estan situats en la mateixa vlvula: polsador, pedal, palanca, rodet, lleva, ... Els accionaments a distncia permeten realitzar lacci de comandament a distncia, s a dir, lelement emissor de senyal de comandament no est en la prpia vlvula, la vlvula disposa dun/s receptor/s de senyal ja sigui pneumtic o elctric.

    PER RODET ABATIBLE

    PER RODET (F.C.)

    PER LLEVA

    PER POLSADOR

    PEDAL

    MUSCULAR O MANUAL

    PER BOBINAELECTROIMANT

    AMB ENCLAVAMENT

    EMISSOR D'IMPULSOS

    PER PRESSI

    PER DEPRESSI

    AMB MOLLA

    PALANCA MANUAL

    SERVO-PILOTATGE

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 17

    b) VLVULES AUXILIARS DE BLOQUEIG I DE FLUX:

    Existeixen una srie de vlvules auxiliars que sutilitzen per a complementar els circuits pneumtics, podent definir el tipus de connexi o el sentit de laire comprimit.

    Vlvula selectora de circuit (OR): Sn vlvules que disposen de dues entrades i una sortida, de forma que quan arriba aire per una sola entrada noms surt aire per la sortida, restant laltre entrada bloquejada, s a dir, no hi surt aire. Quan arriba aire per les dues entrades alhora tamb surt aire per la sortida. Sutilitza per a realitzar funcions de comandament des de diferents punts daccionament de forma indistinta; des dun o des dun altre punt.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 18

    Vlvula de simultanetat (AND): Sn vlvules que disposen de dues entrades i una sortida, de forma que quan arriba aire per les dues entrades surt aire per la sortida. Si arriba aire per una sola sortida, aleshores, no surt aire per la sortida, ni per laltre entrada. Sutilitza per a realitzar funcions de comandament des de diferents punts daccionament de forma simultnia; des dun i des dun altre punt essent necessari accionar el dos comandaments dentrada per a obtenir resposta a la sortida.

    Vlvula anti-retorn:

    Les vlvules anti-retorn permeten el pas de laire comprimit en un sentit i en laltre es bloquegen hermticament. Aquestes vlvules tamb reben el nom de vlvules de retenci. Sn mltiples les seves aplicacions i tamb es poden trobar incorporades en altres vlvules com els reguladors de velocitat, etc.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 19

    Vlvules descanyament:

    Sn vlvules que sutilitzen per a regular el cabal de circulaci dels circuits pneumtics. Generalment sutilitzen per a variar la velocitat dels cilindres per efectes de la variaci de cabal de laire comprimit. Lefecte descanyament s efectiu en els dos sentits daplicaci de pressi.

    Vlvula descanyament amb anti-retorn:

    Tamb reben el nom de reguladores de velocitat. Estan composades per una anti-retorn en

    parallel amb una descanyament regulable. En un sentit de circulaci laire passa a travs de lescanyament, de forma que el cabal es

    pot regular ja que la vlvula anti-retorn est bloquejada. Quan la circulaci de laire s en sentit invers, laire passa directament per la vlvula anti-retorn sense oposar resistncia la vlvula descanyament.

    Aquestes vlvules sn molt utilitzades per a variar la velocitat dels cilindres, per efectes de la variaci de cabal i generalment ja van acoblades al cilindre.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 20

    Vlvula descapament rpid:

    La funci principal daquestes vlvules s la dincrementar la velocitat dels cilindres, de forma que laire que sexpulsa per lescapament ho fa rpidament a travs daquesta vlvula oposant la mnima resistncia.

    Aquestes vlvules funcionen de forma que en un sentit laire passa normalment des de lentrada a la sortida, per quan laire b en sentit contrari, s a dir, entra per la sortida, aleshores sexpulsa directament a lexterior per un conducte de superfcie superior, disminuint molt la resistncia de laire expulsat. Aquestes vlvules shan dinstallar el ms a prop possible dels cilindres, en sentit descapament.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 21

    Tovera daspiraci per depressi:

    Sn vlvules que es basen en lefecte Venturi segons el principi fsic de Bernoulli referent a la Llei de conservaci de lenergia segons els parmetres de Pressi, Densitat i Velocitat dun fluid. Aquest efecte s provocat per la disminuci de la secci en un conducte principal, el qual que t connectat un tub on es genera una depressi.

    P(1) R(3)

    Buit(2)

    Laire a pressi dalimentaci entra per (1) en arribar al punt on disminueix la secci, augmenta la velocitat de pas de laire. Aquest augment de velocitat crea una depressi pel conducte (2), provocant una aspiraci que es pot aprofitar, connectant una ventosa, la qual podr realitzar accions de subjecci de peces de superfcie llisa per al seu trasllat

    Buit(2)

    Laccionament daquesta vlvula es realitza a travs duna vlvula de vies 2/2 o 3/2 per tal de proporcionar laire a la tovera i aquesta pugui aspirar a travs de la ventosa. La tovera tamb rep el nom dejector.

    1 3

    2

    TOVERA

    VENTOSA

    PEA

    ESCAPAMENTPRESSIALIMENTACI

    1 3

    2

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 22

    Captador pneumtic de fuga: Els captadors pneumtics de fuga sn elements capaos de detectar el moviment o desplaament delements mecnics. Poden treballar des de 0,1 bar a 6 bar.

    P(1) PE

    A 1 3

    2

    R(3)

    X(2)

    En condicions normals, quan no existeix cap element davant de la sortida daire, laire entra per (1) i surt per (3), mentre que pel conducte (2) es produeix una petita depressi per lefecte Venturi en el conducte (1). Quan la pea sacosta i fa contacte amb el captador, es tanca el pas (3) i laire que entra per (1) surt per (2) a la mateixa pressi, produint el senyal necessari per a realitzar el comandament duna vlvula distribudora. Si el senyal s molt feble, degut a que la pea no obtura lorifici (3) totalment, aquest senyal de comandament de (X) que surt per (2) es pot amplificar. Aquests captadors o detectors sutilitzen com a detectors de posici o verificadors de peces, de forma similar a com ho fan els finals de cursa pneumtics (vlvules de vies accionades per rodet) o els detectors electrnics capacitius. La distncia de detecci pot variar entre 0 a 15mm. Detector reflex: Tamb existeix un altre tipus de captador anomenat detector reflex o sensor de flux anular, que t un principi de funcionament similar al captador pneumtic de fuga, per a diferncia daquest, per a la detecci no s necessari el contacte fsic amb lelement.

    P(1)

    X(2)

    PE

    A

    R(3)

    3X(2)

    1

    Quan sacosta un element al detector, el fluxe daire de (1) rebota en la pea detectada i entra pel conducte de senyal (2). Aquest senyal sha damplificar per tal de que tingui la pressi necessria de treball.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 23

    Detector pneumtic de barrera: Els detectors de barrera sn elements que permeten la detecci delements sense contacte mecnic i estan composats per dos elements, un emissor de doll daire i un receptor que capta el senyal ems per lemissor.

    P(1)

    EMISSOR

    X

    P(1)

    RECEPTOR

    P(1)

    EMISSOR

    X

    P(1)

    RECEPTOR

    En condicions normals, quan el doll daire arriba al receptor, aquest emet un senyal de comandament (X), per, quan un element sinterposa entre lemissor i el receptor, tallant el pas daire, el receptor deixa demetre el senyal de comandament (X). Aquestes dues unitats poden estar separades (segons model) 100mm. Aquests detectors o captadors sn molt tils per a detectar el pas de peces sense contacte mecnic.

    DETECTOR DE BARRERA

    1

    EMISSOR

    1

    X

    RECEPTOR 1

    X

    INTEGRATDETECTOR DE BARRERA

    Tamb existeixen detectors daquest tipus, integrats en un sol bloc i que tenen el mateix principi de funcionament, aquests sanomenen detectors de barrera integrats en forqueta (horquilla). Aquests detectors tenen linconvenient que emeten un senyal feble de comandament (X) i s necessari la utilitzaci damplificador pneumtic per tal dobtenir un senyal til a pressi normal de treball.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 24

    Amplificador pneumtic: Lamplificador pneumtic de senyal est pensat per augmentar la pressi daire dels captadors pneumtics, ja que aquests, per si sols, no sn capaos daccionar una vlvula pneumtica. Lamplificador de pressi s similar a una vlvula 3/2 N.T. dotada duna membrana de gran superfcie que converteix un senyal de baixa pressi a pressi treball normal de treball.

    P(1) A(2)

    R(3)

    X(12)

    1 3

    2

    X

    3

    2

    1

    12

    Quan no saplica pressi en (12), laire a pressi de treball en (1) est tancat, no tenint sortida per (2). En aplicar pressi per (12), es deforma la membrana fent pujar la vlvula i en conseqncia donant pas daire des de (1) a (2). Degut a la superfcie elevada de la membrana, una petita pressi t prou fora per a deformar la membrana i moure la vlvula.

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 25

    c) VLVULES DE PRESSI I DE TEMPS:

    Existeixen vlvules que sactiven per aire, en funci de la pressi de comandament o en funci del temps que tarda en arribar a la pressi dactivaci. Aquestes vlvules sn: La vlvula de seqncia i el temporitzador pneumtic. Vlvula de seqncia:

    Sn vlvules que actuen en funci de la pressi de pilotatge (comandament), podrem dir

    que s un pressostat pneumtic. Es tracta duna vlvula composta, formada per una vlvula principal 3/2 que pot ser N.O. o

    N.T. pilotada per aire i un regulador de pressi ajustable. El senyal de pressi que es vol controlar arriba al regulador de pressi i quan aquest detecta que ha arribat a la pressi ajustada, dna el senyal de comandament al conducte de pilotatge de la vlvula principal, fent que aquesta canvi; per regla general aquesta s N.T. i quan sactiva deixa passar laire per actuar sobre el circuit pneumtic que es vol controlar (en funci de la pressi).

  • UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 26

    Temporitzador pneumtic:

    Sn vlvules que actuen en funci del temps que tarda en omplir-se un dipsit daire i en conseqncia en assolir la pressi suficient per activar una vlvula principal de vies.

    Es una vlvula composta formada per una vlvula principal de vies 3/2 que pot ser N.O. o N.T. i una vlvula descanyament amb anti-retorn. Laire de comandament arriba a la vlvula descanyament amb anti-retorn, escanyant el pas de pilotatge (ajustable) i en funci del temps que tarda en omplir un dipsit i en conseqncia sassoleixi la pressi necessria per a pilotar la vlvula principal fent que aquesta canvi; ; per regla general aquesta s N.T. i quan sactiva deixa passar laire per actuar sobre el circuit pneumtic que es vol controlar (en funci del temps).

    Aquestes vlvules no sn molt precises i poden variar per efectes ambientals de temperatura, etc., sutilitzen quan el temps a controlar no ha de ser molt exacte. Quan shagi dobtenir precisi s aconsellable utilitzar temporitzadors electrnics i tcnica electropneumtica.

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 2

    NDEX:

    UNITAT 4: COMANDAMENTS BSICS. 4.1. REPRESENTACI GRFICA.

    a) Parts de lesquema pneumtic. b) Representaci de moviments.

    4.2. COMANDAMENTS BSICS. a) Comandament directe.

    b) Comandament indirecte. c) Comandament simultani. d) Comandament indistint. e) Funci memria. f) Control de la posici dun cilindre. g) Comandament temporitzat. h) Control temporitzat de la posici. i) Retardament dun senyal de comandament (FLANC). j) Posicionament dun cilindre en zones intermdies. k) Accionament dun cilindre per detector reflex. l) Control duna tovera daspiraci.

    4.3. VARIACI DE LA VELOCITAT DUN CILINDRE. a) Disminuci de la velocitat de sortida (A+). b) Disminuci de la velocitat dentrada (A-). c) Augment de la velocitat de sortida (A+). d) Variaci de la velocitat en funci del comandament. e) Comandament en funci de la pressi.

    4.4. EXEMPLES DAPLICACIONS INDUSTRIALS. a) Dispositiu de subjecci. b) Distribuci de caixes. c) Installaci de tall. d) Buidatge dun magatzem. e) Muntatge de peces per premsat. f) Uni de peces. g) Distribuci i separaci de peces. h) Obertura i tancament duna finestra.

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 3

    UNITAT 4: COMANDAMENTS BSICS.

    Es pot entendre com a comandaments bsics els que es realitzen generalment de forma combinacional sobre un sol cilindre, ja sigui de simple o de doble efecte. A continuaci, podem exposar un recopilaci de comandaments que controlen lentrada i la sortida dun cilindre. 4.1. REPRESENTACI GRFICA. En la representaci grfica desquemes i per tal de que siguin el mxim dentenedors, intentarem simplificar-los i, per aix, alguns elements, com les preses de pressi i els escapaments, els representarem com sindica a continuaci.

    PRESA DE PRESSI

    ESCAPAMENT (SILENCIADOR)

    AIRE DIRECTE DE LA UNITAT DE MANTENIMENT

    6 bar

    ACCIONAMENT D'UN CILINDRE DE SIMPLE EFECTE (S.E.)

    ACCIONAMENT D'UN CILINDRE DE DOBLE EFECTE (D.E.)

    ACCI

    ACCI

    A-

    A-

    A+

    A+

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 4

    a) Parts de lesquema pneumtic: El circuit pneumtic est dividit en dues parts ben diferenciades: POTNCIA i COMANDAMENT. La potncia s la part operativa del circuit o installaci, don volem obtenir el moviment o acci final. Tamb sanomena circuit d'aplicaci i est format, bsicament, per lactuador o cilindre i el preactuador o vlvula distribudora. El comandament s la part del circuit on es realitza el control sobre la vlvula distribudora de potncia i aquesta sobre el cilindre. Est format, bsicament, pels elements de comandament i tamb per altres vlvules auxiliars que sutilitzen per a controlar lautomatitzaci o tamb el control de la posici del cilindre.

    POTNCIA

    VARIACI VELOCITAT ICAPTACI PRESSI

    COMANDAMENT

    CONTROL DE POSICI

    Generalment, els elements que composen un circuit pneumtic es colloquen de forma esquematitzada, de tal manera que ajudin a confeccionar-lo duna forma ms senzilla i, a ms sigui de ms fcil comprensi.

    En la part superior es situen els actuadors, els quals disposaran de la vlvula de potncia corresponent.

    Entre el cilindre i la vlvula estaran situades les vlvules per tal de realitzar la variaci de velocitat (variaci de cabal), i tamb pot haver ubicats els elements captadors o limitadors de pressi.

    En la part inferior de lesquema estaran situats tots els elements de comandament i control: polsadors, finals de cursa i altres vlvules auxiliars de comandament.

    Les lnies que formen el circuit de potncia sn contnues i les del circuit de comandament haurien de ser discontnues, per, en la prctica, les lnies de comandament es dibuixen tamb de forma contnua, sempre que els esquemes estiguin ben estructurats i siguin de fcil comprensi. Pensem que, per regla general, les lnies de comandament representen la majoria de traces i no s gaire prctic traar-les.

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 5

    b) Representaci de moviments. El diagrama de fases s un mtode de representaci grfic, que ens indica en cada moment o fase la posici o el moviment que realitza el cilindre. Tamb es poden incloure els elements de comandament (marxa o parada) o de control de la posici (fi de curses). Els diagrames de fases tamb reben el nom de diagrames espai-fase o espai-temps quan s representatiu el temps en qu sha de realitzar cada fase: augment o disminuci de la velocitat.

    1

    0

    +

    -

    M

    A

    T0 T1 T2 T3 T4=T0

    El diagrama de fases anterior ens dna la segent informaci: Consta de quatre fases diferenciades de funcionament de T0 a T3. Existeix un element de comandament (M), que fa sortir o entrar el cilindre (A). El cilindre (A) sortir (A+) quan polsem (M) i entrar (A-) quan deixem de polsar (M). La sortida del cilindre s ms lenta que lentrada. Podem observar que per a indicar el canvi de fase dun element de comandament, es realitza de forma instantnia 0 a 1 o de 1 a 0. En canvi, per a indicar el moviment del cilindre es realitza duna forma progressiva de - a + o de + a -, ja que el canvi de fase es realitza duna forma progressiva (no instantnia). En un diagrama de fases tamb shi poden representar els estats dels fi de cursa, de forma que es pugui apreciar la fi de cursa que sacciona segons la posici del cilindre.

    1

    0

    1

    0

    1

    0

    +

    -

    M

    a0

    a1

    A

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 6

    Tamb podem realitzar un altre tipus de diagrama de fases on podem incloure ms informaci, relativa a la combinatria dels accionaments, s a dir, representar la combinaci lgica duna forma grfica.

    1

    0

    1

    0

    1

    0

    +

    -

    ME2

    a0

    a1

    A

    1

    0ME1

    MS2

    MS1 0

    1

    0

    1

    AND

    OR

    A+ = MS1 . MS2 . a0

    A- = (ME1 + ME2) . a1 Generalment, aquest mtode de representaci sutilitza en els sistemes de comandament combinacionals, per a evitar tenir que realitzar un diagrama de fases amb totes les combinacions lgiques de les variables que actuen sobre el cilindre, o millor dit, sobre la vlvula que far sortir o entrar el cilindre. En el cas anterior es pot comprovar que la vlvula que acciona el cilindre s del tipus biestable, ja que noms s necessari un impuls dels comandament per a que surti o entri el cilindre; no shan de mantenir polsats, a diferncia dels anteriors diagrames.

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 7

    4.2. COMANDAMENTS BSICS. a) Comandament directe:

    Sentn com a comandament directe, quan la vlvula que dna pressi al cilindre s el propi polsador (vlvula de comandament). Aquest control sutilitza generalment quan el cilindre s petit i no t massa consum (cabal); en conseqncia, no s necessari la utilitzaci de vlvula de potncia.

    El cilindre surt (A+) quan es polsa (M) i entra (A-) quan el deixem de polsar.

    1

    0

    +

    -

    M

    A

    M

    A

    M

    A

    b) Comandament indirecte:

    El comandament indirecte s quan utilitzem una vlvula de potncia, pilotada (accionada) per

    aire, que dna pressi al cilindre; la vlvula de comandament donar el senyal sobre la vlvula de potncia i aquesta donar laire necessari per a que surti o entri el cilindre. Quan els cilindres sn grans, sempre sutilitza una vlvula de potncia, ja que aquesta subministrar el cabal necessari per a que el cilindre surti o entri a velocitat adequada.

    El cilindre surt (A+) quan es polsa (M) i entra (A-) quan el deixem de polsar.

    1

    0

    1

    0

    +

    -

    M M

    A A

    M

    VM

    A

    VM VM

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 8

    c) Comandament simultani:

    Sutilitza quan volem comandar un cilindre des de dos llocs (o ms) de forma simultnia, s a dir, polsant els comandaments alhora (al mateix temps) sortir el cilindre, i en deixar de polsar qualsevol dells, el cilindre entrar. (A+) = Polsant un ( i ) laltre = Polsant M1 ( i ) M2. (A-) = Deixant de polsar M1 o M2 o cap dels dos.

    d) Comandament indistint:

    Aquest circuit s imprescindible quan volem comandar un cilindre des de dos llocs (o ms) de forma indistinta o independent, s a dir, polsant els comandaments per separat o tamb els dos alhora, de forma que el cilindre (A) sortir polsant un qualsevol, i entrar deixar de polsar els dos necessriament.

    (A+) = Polsant un ( o ) laltre = Polsant M1 ( o ) M2. (A-) = Deixant de polsar M1 i M2 (els dos).

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 9

    e) Funci memria:

    Aquest circuit mant la posici estable del cilindre, aconseguint que la funci del comandament quedi memoritzada. No cal mantenir apretat el polsador, si volem que el cilindre resti en la posici (A+), s a dir, noms cal un impuls del polsador corresponent per tal de fer sortir o entrar el cilindre.

    Amb aquest circuit no hi ha la possibilitat de donar prioritat a cap posici del cilindre; si es polsen alhora els dos polsadors el cilindre restar en la ltima posici.

    Si es vol aconseguir una prioritzaci en el comandament, es pot realitzar una funci memria

    utilitzant una vlvula monoestable en lloc de biestable. Per tal de mantenir el cilindre en la posici (A+), caldr realitzar la funci de realimentaci, s a dir, fer recircular laire de sortida (aplicaci a travs duna vlvula OR cap el comandament).

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 10

    f) Control de la posici dun cilindre: El comandament de la vlvula biestable de potncia es realitza mitjanant dos polsadors: (MS) per a sortir i (ME) per a entrar. La sortida del cilindre noms ser efectiva quan aquest es trobi dins, pressionant el final de cursa (a0) i es polsi (MS), i entrar quan es trobi fora pressionant (a1) i tamb es premi (ME). La utilitzaci de finals de cursa ens assegura que el cilindre ha assolit la posici desitjada.

    g) Comandament temporitzat: Mitjanant una vlvula temporitzadora es pot aconseguir retardar qualsevol senyal de comandament, com per exemple en polsar M, el senyal de comandament no ser efectiu fins desprs dun temps, el temps que tardi el temporitzador T en activar-se i donar el senyal que actuar sobre la vlvula de potncia monoestable del cilindre i, en conseqncia, aquest surti. El retrocs del cilindre ser instantani quan es deixi de prmer el polsador de comandament M.

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 11

    h) Control temporitzat de la posici: Una de les aplicacions ms usuals s la de controlar la posici de forma temporitzada, s a dir, temporitzar el senyal que emet el final de cursa a1, quan el cilindre assoleix la posici (A+), per tal de que tardi un temps determinat en qu el cilindre torni automticament a la posici inicial (A-) desprs dhaver arribat a fora.

    TEMPS

    i) Retardament dun senyal de comandament (FLANC): El comandaments emeten senyal mentre els tenim accionats, per moltes vegades s necessari, encara que el comandament es tingui polsat o accionat, que aquest senyal no sigui permanent, per tal devitar moviments continus.

    En lexemple que segueix es vol realitzar un comandament limitat a una sola acci per pols, s a dir, noms es realitzar lacci de sortir o dentrar del cilindre, quan es premi el polsador de comandament M, i encara que es mantingui polsat, el cilindre saturi en la posici assolida esperant un nou impuls.

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 12

    j) Posicionament dun cilindre en zones intermdies.

    La tcnica pneumtica convencional no permet realitzar posicionaments en zones intermdies duna forma exacta o precisa, ja que laire s compressible i en conseqncia el cilindre realitza un efecte de molla per lefecte de la inrcia del moviment, i sobre tot quan ha de moure crregues o ha de funcionar a velocitats elevades. Si controlem el cilindre mitjanant una vlvula de tres posicions amb els centres tancats, en la posici de reps, s a dir, no existeix cap senyal de comandament, laire de les dues cambres est ocls i, en conseqncia, no permet el moviment de lmbol. En hidrulica sutilitza molt, ja que loli s incompressible i no permet que lmbol faci la ms mnima fluctuaci. Les vlvules reductores de cabal o descanyament amb antiretorn es colloquen de tal manera que el cilindre es mogui ms lentament (aquest concepte sestudiar en lapartat 4.3: variaci de la velocitat dun cilindre).

    k) Accionament dun cilindre per detector reflex. Quan el detector reflex capta la presncia dun objecte, emet un senyal de comandament X, que s amplificat. Lamplificador pilota la vlvula monoestable de potncia i fa que surti el cilindre (A).

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 13

    l) Control duna tovera daspiraci.

    Moltes vegades el manipuladors pneumtics porten incorporats en lextrem, a ms del cilindres que realitzen els moviments, un element de subjecci per a desplaar peces de poc pes. Aquest element sol ser una ventosa adossada a una tovera daspiraci, la qual es controla per una vlvula de vies que pot ser 2/2 o tamb 2/3. El control daquesta vlvula estar sotms a laplicaci o funcionament del manipulador. En lexemple que sexposa a continuaci, el control es realitza juntament amb un cilindre, de forma que quan el cilindre arriba a la posici final (A+), la ventosa aspira i deixa daspirar quan torna a la posici inicial (A-). El cilindre est controlat mitjanant dos polsadors, un per a que surti (MS) i un altra per a que entri (ME). El cilindre tamb dependr dels finals de cursa corresponent d(a0) per a que surti i d(a1) per entrar.

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 14

    4.3. VARIACI DE LA VELOCITAT DUN CILINDRE.

    Per a variar la velocitat de sortida o dentrada dels cilindres shauran dutilitzar vlvules que puguin variar el cabal de pas de laire comprimit. Si es disminueix el cabal, tamb o fa proporcionalment la velocitat del cilindre en entrar o en sortir.

    Si disminum el cabal dentrada al cilindre, laire va omplint la cambra davan (p.ex.) del cilindre, per en el moment que el cilindre avana, el volum augmenta sobtadament i, en conseqncia, la pressi cau. Aquest efecte es repeteix successivament fins que el cilindre assoleix la posici final. Quan el cilindre ha de moure una crrega, es pot apreciar que el cilindre avana a impulsos; en canvi, si no ha dimpulsar cap crrega, pot semblar que lefecte de disminuci de la velocitat s davan constant.

    CRREGAP

    V

    P

    A

    A-

    6var

    0

    -

    +

    Vm/s

    0

    Si disminum el cabal descapament del cilindre, laire va omplint la cambra davan

    (p.ex.) del cilindre de forma constant i, per tant, a pressi constant; aix fa que el cilindre surti tamb a velocitat constant. Si escanyem el pas de laire descapament, redum tamb la velocitat de sortida del cilindre, per mantenim constant la pressi i, per tant, la fora que apliquem a la crrega.

    CRREGA

    V

    P

    A

    A-

    6var

    0

    -

    +

    Vm/s

    0

    P

    Per augmentar la velocitat dun cilindre sutilitza una vlvula descapament rpid situada sempre en el conducte descapament del cilindre, fent que laire expulsat descapament tingui la mnima resistncia devacuaci.

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 15

    a) Disminuci de la velocitat de sortida (A+) dun cilindre: En els cilindres de simple efecte, per a reduir la velocitat de sortida tenim lopci de disminuir el cabal dentrada, ja que el conducte descapament no existeix (b, existeix per s un orifici sense connexi).

    A

    M1M1

    A

    M1

    A

    1

    0

    +

    -

    b) Disminuci de la velocitat dentrada (A-) dun cilindre:

    A

    M1M1

    A

    M1

    A

    1

    0

    +

    -

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 16

    c) Augment de la velocitat de sortida (A+) dun cilindre: De la mateixa manera que per a controlar (disminuir) la velocitat dun cilindre, tant dentrada com de sortida, shan de controlar els escapaments, per augmentar la velocitat tamb shaur de actuar sobre lescapament, collocant una vlvula descapament rpid. En aquest exemple es vol augmentar la velocitat de sortida (A+) del cilindre, per tant la vlvula descapament rpid sinstallar en lescapament de lavan del cilindre.

    0

    -

    +

    1

    M1A

    A

    M1

    d) Variaci de la velocitat dun cilindre en funci del comandament:

    En condicions normals (sense accionar MR) el cilindre sortir a velocitat controlada, s a dir,

    laire descapament del cilindre, en lavan, ha de passar a travs del regulador de cabal. Quan sacciona la vlvula (MR), tamb sacciona la vlvula monoestable 3/2 N.T. i laire descapament sortir lliurement, sense passar pel regulador de cabal.

    M1

    A

    X

    -A

    0

    +

    0

    1

    1

    M1

    MR

    MR

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 17

    e) COMANDAMENT EN FUNCI DE LA PRESSI:

    La vlvula de seqncia determinar quan ser efectiu el senyal de comandament dentrada del cilindre (A-). Fins que no shagi assolit la pressi desitjada en la cambra de sortida, el cilindre no entrar.

    Mitjanant la vlvula descanyament (ve1) controlem la velocitat de sortida del cilindre. La vlvula descanyament (ve2) sha de collocar en sentit dentrada, en el conducte davan,

    ja que el que es pretn s que la pressi no pugi de forma sobtada (instantnia), sin que ho faci en la mateixa proporci que ho fa lavan del cilindre. Ambdues vlvules shan de regular en conjunt, fins a obtenir la velocitat necessria davan del cilindre i tamb lincrement necessari de pressi.

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 18

    4.4. EXEMPLES DAPLICACIONS INDUSTRIALS.

    A continuaci exposarem una srie dexemples tpics daplicacions industrials derivats dels esquemes de COMANDAMENTS BSICS i VARIACI DE VELOCITAT DE CILINDRES.

    a) DISPOSITIU DE SUBJECCI.

    Objectius: Comprendre el funcionament de la vlvula biestable pilotada per aire i les aplicacions dels cilindres de simple efecte. Saber transformar una vlvula 5/2 en una 3/2 N.T.

    Descripci del funcionament: Utilitzant un cilindre de simple efecte (A), sha de fixar en un dispositiu en un dispositiu de subjecci per tal de ser mecanitzada. En prmer un polsador pneumtic (M1), la pea ha de quedar fixada i quedar lliura en polsar un altre polsador pneumtic (M2). Si es mant polsat qualsevol dels dos polsadors, laltre quedar sense efecte, fins que es deixi de prmer.

    Esquema pneumtic:

    Diagrama de fases:

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 19

    b) DISTRIBUCI DE CAIXES.

    Objectius: Comprendre el funcionament de la vlvula monoestable pilotada per aire i les aplicacions dels cilindres de doble efecte. Comprendre i saber dissenyar un circuits amb prioritats de comandament. Realitzar la funci memria amb vlvula monoestable i saber utilitzar-la.

    Descripci del funcionament: El tram de rodets (1) sha de desplaar mitjanant un cilindre de doble efecte a les posicions (a) i (b), segons les necessitats demmagatzematge. Les caixes (2) passaran al magatzem de crrega (a) o (b), segons estigui posicionat el tram de rodets (1). El comandament del cilindre es realitzar mitjanant dos polsadors. En accionar un polsador pneumtic (M1), el tram de rodets girar a la posici (b) des de la posici inicial (a), i restar en aquesta encara que deixem de polsar-lo. El tram girar a la posici (a), si premem un altre polsador (M2) i tamb quedar fixat en aquesta, encara que el deixem de polsar. Ara b, si es premen els dos polsadors simultniament, el tram de rodets haur de quedar posicionat en (a), i tamb, si per qualsevol circumstncia es perd la pressi, en tornar aquesta, el tram de rodets haur de quedar posicionat en aquesta.

    Esquema pneumtic:

    Diagrama de fases:

    a

    b

    a

    b

    1

    2

    A

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 20

    c) INSTALLACI DE TALL.

    Objectius: Comprendre el funcionament de la vlvula descapament rpid i de la vlvula de simultanetat (and). Comprendre el funcionament del final de cursa com a element detector i saber utilitzar-lo en aplicacions industrials de detecci.

    Descripci del funcionament: En una mquina de tall (cisalla) shan de tallar plecs de paper a una mida determinada, ajustada manualment. En accionar dos polsadors simultniament (M1) i (M2), i en presncia dun plec de paper sobre la plataforma de tall de la cisalla, la barra portaganiveta (1) ha davanar i tallar el plec de paper (2). Desprs dalliberar qualsevol dels dos polsadors, la cisalla tornar a la posici inicial (a dalt). El plec de paper ser detectat per un final de cursa pneumtic (Fc), installat en la plataforma. La barra portaganiveta desplaada per un cilindre de doble efecte (A), haur de baixar a la mxima velocitat possible (superior a la velocitat normal).

    Esquema pneumtic:

    Diagrama de fases:

    (2)

    A

    Fc

    (1)

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 21

    d) BUIDATGE DUN MAGATZEM.

    Objectius: Comprendre el funcionament de la vlvula selectora de circuit (or).descapament rpid. Comprendre el funcionament del final de cursa com a element detector de posici del cilindre.

    Descripci del funcionament: En un alimentador de gravetat (magatzem) shan de retirar les peces (P) que estan emmagatzemades, i shan de desplaar a una rampa per al seu comptatge i mecanitzat. El comandament per accionar el cilindre de doble efecte (A), que ha defectuar lexpulsi de les peces, es realitzar amb dos polsadors pneumtics (M1) i (M2). Lavan es realitzar en prmer qualsevol dels dos polsadors, i el retrocs ser automtic en arribar el cilindre a la mxima extensi (a1). Fins que el cilindre no hagi arribat a la posici inicial (a0), s a dir, que estigui a dins, no ha de ser possible un nou cicle davan del cilindre.

    Esquema pneumtic:

    Diagrama de fases:

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 22

    e) MUNTATGE DE PECES PER PREMSAT.

    A

    1

    2

    3

    Objectius: Comprendre el funcionament de la vlvula de seqncia i la seva utilitzaci. Comprendre el funcionament de la vlvula reductora de cabal o descanyament rpid en les diferents basants de reduir la velocitat del cilindre o de reduir el cabal o pressi dalimentaci del cilindre.

    Descripci del funcionament: Mitjanant un dispositiu ensamblador (1) accionat per un cilindre de doble efecte, sha dintroduir una pea de bronso (2) dins una brida circular (3). El comandament es realitzar amb un polsador (M) que donar lordre davan al cilindre de doble efecte (A). El cilindre no retornar fins que la pressi de clavat no hagi arribat a un valor determinat i ajustable. La velocitat de sortida del cilindre ha de ser lenta i sha de poder regular.

    Esquema pneumtic:

    Diagrama de fases:

    -

    +

    M

    PRESSI

    A

    1

    X

    0

    0

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 23

    f) UNI DE PECES.

    1 2

    A

    Objectius: Comprendre el funcionament del temporitzador pneumtic i la seva utilitzaci. Comprendre el funcionament de la vlvula reductora de cabal o descanyament rpid i de la vlvula monoestable 3/2 N.O. com a elements generadors de flac dun senyal de comandament (polsador).

    Descripci del funcionament: Un dispositiu de premsat sha dutilitzar per a unir peces de plstic per contacte i pressi. Aquest dispositiu estar accionat mitjanant un cilindre de doble efecte (A). Un polsador (M) comandar la cursa davan del cilindre, un cop hagi arribat a la posici final de mxima extensi (a1), on sajuntaran les peces (1) amb (2). Aquestes shauran de premsar durant 20 i a continuaci el cilindre retornar automticament a la posici inicial (a0). El moviment de retrocs del cilindre es realitzar encara que el polsador es mantingui pressionat. Un senyal nou de comandament de marxa d(M) noms ser efectiu un cop el cilindre hagi arribat a la seva posici inicial i el polsador shagi alliberat. s a dir, si es mant polsat no ha de donar cap senyal de marxa.

    Esquema pneumtic:

    Diagrama de fases:

    A

    a1

    +

    0

    T

    a0

    1

    0

    1

    0

    MS

    1

    0

    1

    M 01

    -TEMPS = 20"

    FLANC FLANC

    TEMPS = 20"

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 24

    g) DISTRIBUCI I SEPARACI DE PECES.

    Objectius: Comprendre el control de la posici dun cilindre i saber posicionar inicialment a fora un cilindre en

    (A+). Saber controlar la velocitat en els dos sentits de funcionament dun cilindre de doble efecte.

    Descripci del funcionament: Un dispositiu de gir, accionat per un cilindre de doble efecte (A), distribueix i separa peces rodones procedents dun magatzem de gravetat. El comandament es realitza amb un polsador, el qual far que surti o entri el cilindre. En polsar-lo, el cilindre entrar i desviar la pea del conducte (1) al (2), expulsant la pea. Quan hagi arribat el cilindre a dins, aquest retornar automticament a la posici per a carregar una nova pea. Shaur dassegurar que el cilindre estigui en la posici correcta (inicial), per tal de que un nou senyal de marxa activi el cilindre. La sortida i lentrada del cilindre hauran de ser lentes i shaur de poder regular la velocitat.

    Esquema pneumtic:

    Diagrama de fases:

    1

    2A

  • UNITAT 4 (COMANDAMENTS BSICS PNEUMTICS) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 25

    h) OBERTURA I TANCAMENT DUNA FINESTRA.

    TANCAR

    A

    OBRIR

    Objectius: Comprendre el control dun cilindre en posicions intermdies i saber regular la velocitat de sortida i dentrada dun cilindre de doble efecte.

    Descripci del funcionament: Lobertura i tancament duna finestra sha de poder controlar mitjanant la installaci dun cilindre pneumtic de doble efecte (A) i un mecanisme adequat. El comandament per a obrir i tancar sha de fer amb dos polsadors independents (M1) i (M2): (M1) per a obrir (A+) i (M2) per a tancar (A-) A ms, s'han daconseguir posicions intermdies per a facilitar la ventilaci parcial del local. La velocitat dobertura i de tancament ha de ser lenta i sha de poder regular.

    Esquema pneumtic:

    Diagrama de fases:

    A

    -

    +

    M2 01

    M1 01

  • UNITAT 5 (FUNCIONS LGIQUES PNEUMTIQUES) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 2

    NDEX:

    UNITAT 5: FUNCIONS LGIQUES. a) Identitat. b) Negaci. c) Disjunci. d) Conjunci. e) Rejecci. f) Exclusi. g) Equivalncia. h) Antiequivalncia.

  • UNITAT 5 (FUNCIONS LGIQUES PNEUMTIQUES) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 3

    UNITAT 5: FUNCIONS LGIQUES DE COMANDAMENT.

    a) IDENTITAT (igualtat) (=):

    1

    0

    X Y Y = X

    b) NEGACI (inversi) (not):

    1

    0

    X Y Y = X

    c) DISJUNCI (parallel) (derivaci) (or) (+ ) ():

    10

    11

    01

    X2

    00

    X1 Y Y = X1 + X2

  • UNITAT 5 (FUNCIONS LGIQUES PNEUMTIQUES) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 4

    d) CONJUNCI (srie) (and) (.) (*) ():

    Y = X1 * X2

    10

    11

    01

    X2

    00

    X1 Y

    e) REJECCI (or invertida) (nor):

    Y = X1 + X210

    11

    01

    X2

    00

    X1 Y

    Y = X1 * X2

  • UNITAT 5 (FUNCIONS LGIQUES PNEUMTIQUES) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 5

    f) EXCLUSI ( and invertida) (nand):

    Y = X1 * X2 Y = X1 + X210

    11

    01

    X2

    00

    X1 Y

    g) EQUIVALNCIA (Xnor):

    10

    11

    01

    X2

    00

    X1 Y Y = X1 * X2 + X1 * X2

  • UNITAT 5 (FUNCIONS LGIQUES PNEUMTIQUES) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 6

    h) ANTIEQUIVALNCIA (Xor):

    10

    11

    01

    X2

    00

    X1 Y Y = X1 * X2 + X1 * X2

  • UNITAT 6 (SEQNCIES PNEUMTIQUES) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 2

    NDEX:

    UNITAT 6: REPRESENTACI DE MOVIMENTS i GRAFCET. 6.1. REPRESENTACI SIMBLICA DELS MOVIMENTS. 6.2. SEQNCIES SIMPLES O CICLES COMBINATORIS. 6.3. SEQNCIES COMPLEXES. a) Divisi de la seqncia en blocs. b) Utilitzaci de memries. c) Connexi de memries pel mtode CASCADA. d) Connexi de memries pel mtode PAS A PAS. Normes per al connexionament de les memries. 6.4. ELABORACI DE LA TAULA DE SEQNCIA. 6.5. SEQNCIES AMB MOVIMENTS REPETITS. 6.6. COMANDAMENTS BSICS. a) Cicle nic amb polsador i Cicle Continu amb interruptor. b) Cicle nic Forat. c) Cicle Continu amb polsadors.

    Cicle Continu independent. Cicle Continu condicionat pel Cicle nic. Cicle Continu amb prioritat de parada i condicionat pel Cicle nic

    Forat. 6.7. CIRCUIT DAPLICACI: TREPANT. a) Objectius. b) Descripci general. c) Descripci seqncia. d) Descripci comandament. e) Confecci taula de seqncia. f) Disseny Grafcets. g) Disseny esquema pneumtic: seqncia i comandament.

  • UNITAT 6 (SEQNCIES PNEUMTIQUES) ICE - UPC

    ELECTROPNEUMTICA APLICACIONS PRCTIQUES 3

    UNITAT 6: SEQNCIES PNEUMTIQUES.

    6.1. REPRESENTACI SIMBLICA DELS MOVIMENTS.

    Per tal de poder representar els esquemes pneumtics duna forma comprensible, tamb sha dutilitzar una simbologia correcta i unes normes que ens permetin saber les posicions on es troben els actuadors.

    Per a reconixer cada cilindre pneumtic, se li assigna una lletra majscula: A, B, C, ... .

    Els finals de cursa, que detecten cada posici dels diferents cilindres, tindran assignats en

    lletra minscula la corresponent al seu cilindre: a, b, c... . Si ocupa la posici de dins, tindr lindicatiu sots 0, i si ocupa la posici de fora el de sots 1. Cada cilindre, per regla general, disposa de dos finals de cursa. Per exemple: el cilindre (A) t el (a0) que detectar la posici de dins, i el (a1) per la posici de fora.

    A Aa0 a1a0 a1

    La posici del cilindre vindr determinada pels signes +/-: si est a fora o ha de sortir (+), i si est a dins o ha dentrar (-).

    A

    A

    (A+)

    (A-)

    Podem comprovar que, utilitzant lletres (majscules) i signes (+/-), podem descriure els moviments dels cilindres, s a dir, de la seqncia que realitzen, sense necessitat de fer grans explicacions. Generalment, tots els moviments dels cilindres sn independents, i quan parlem duna seqncia o moviments encadenats de diferents cilindres, sha dentendre que, desprs de finalitzat un moviment, fins que ha arribat a la posici final desitjada i ha accionat el final de cursa corresponent, no es realitzar el prxim moviment. Per existeix una excepci: quan parlem de moviments simultanis, s a dir, que es reali