Działanie układów sterowania pneumatycznego, hydraulicznego, elektropneumatycznego i elektrohydraulicznego

Układy sterowania, czy to pneumatyczne, hydrauliczne, elektropneumatyczne czy elektrohydrauliczne, składają się z wielu elementów, które współpracują ze sobą, aby zapewnić dokładne i niezawodne działanie. Oto główne elementy tych systemów:

Układ sterowania pneumatycznego:

• Kompresor: Dostarcza sprężone powietrze do układu.
• Zbiornik powietrza: Przechowuje sprężone powietrze.
• Filtr powietrza: Oczyszcza powietrze z zanieczyszczeń.
• Reduktor ciśnienia: Ustawia i utrzymuje żądane ciśnienie w instalacji.
• Zawory: Kierują przepływ powietrza do różnych części systemu.
• Siłowniki pneumatyczne: Siłowniki przekształcające energię powietrza w ruch mechaniczny.
• Czujniki ciśnienia: Monitorują ciśnienie w różnych częściach systemu.

Układ sterowania hydraulicznego:

• Pompa hydrauliczna: Dostarcza do układu olej hydrauliczny pod ciśnieniem.
• Zbiornik oleju: Przechowuje olej hydrauliczny.
• Filtry: Oczyszczają olej z zanieczyszczeń.
• Regulatory ciśnienia: Utrzymują właściwe ciśnienie w układzie.
• Zawory: Kierują przepływ oleju do różnych części układu.
• Siłowniki hydrauliczne: Przekształcają energię oleju w ruch mechaniczny.
• Czujniki ciśnienia: Monitorują ciśnienie w układzie.

Układ sterowania elektropneumatycznego:

• Wszystkie elementy układu pneumatycznego.
• Zawory elektromagnetyczne: Kontrolują przepływ powietrza za pomocą sygnałów elektrycznych.
• Czujniki: Mogą to być czujniki położenia, ciśnienia lub temperatury.
• Sterowniki: Odbierają sygnały wejściowe i generuje sygnały wyjściowe odpowiednie dla zaworów elektromagnetycznych.

Elektrohydrauliczny układ sterowania:

• Wszystkie części układu hydraulicznego.
• Zawory elektrohydrauliczne: Kontrolują przepływ oleju za pomocą sygnałów elektrycznych.
• Czujniki: Mogą to być czujniki położenia, ciśnienia lub temperatury.
• Sterowniki: Odbierają sygnały wejściowe i generują sygnały wyjściowe odpowiednie dla zaworów elektrohydraulicznych.

W praktyce systemy te mogą być znacznie bardziej złożone i zawierać dodatkowe elementy w zależności od konkretnych wymagań i zastosowań. Jednakże powyższe opisy stanowią dobre wprowadzenie do głównych elementów tych systemów.

Schematy układów sterowania pneumatycznego, hydraulicznego, elektropneumatycznego i elektrohydraulicznego.

Diagramy funkcyjne

Diagramy funkcyjne (zwane także diagramami blokowymi) służą do graficznego przedstawiania funkcji i ich zależności w systemie sterowania. W robotyce i automatyce przemysłowej diagramy te umożliwiają wizualną reprezentację i analizę złożonych systemów sterowania.

Główne elementy schematu funkcjonalnego:

Bloki funkcjonalne: Reprezentują funkcje przetwarzania sygnału. Każdy blok ma wejście, proces (funkcję) i wyjście.

Linie łączące (ścieżki sygnałowe): Reprezentują przepływ informacji (sygnałów) pomiędzy blokami. Strzałki na liniach wskazują kierunek przepływu sygnału.

Sumatory: Służą do sumowania wielu sygnałów wejściowych. Mogą dodawać lub odejmować sygnały w zależności od znaku konkretnego wejścia sumatora.

Mnożniki: Używane do mnożenia dwóch lub więcej sygnałów.

Zawory (jeśli na schemacie przedstawiono układ hydrauliczny lub pneumatyczny): przedstawiają elementy regulujące przepływ medium.

Czujniki i transduktory: Reprezentują elementy mierzące różne wielkości fizyczne i przetwarzające je na sygnały elektryczne.

Aktuatory: Reprezentują silniki, siłowniki itp.

Przykład: W układzie regulacji temperatury schemat zarządzania może składać się z czujnika temperatury, regulatora PID (jako blok funkcyjny), siłownika grzejnika (aktuatora) oraz torów sygnałowych łączących te elementy.

Diagramy funkcyjne są bardzo przydatne w projektowaniu, analizie i diagnostyce systemów sterowania, ponieważ pozwalają zrozumieć, w jaki sposób różne funkcje i elementy systemu współpracują ze sobą oraz jakie są przyczyny i skutki określonych działań systemu. Wiele narzędzi do programowania sterowników PLC (sterowników logicznych) wykorzystuje diagramy funkcjonalne do wizualizacji i projektowania logiki sterowania.