⚡ Elektropneumatika

Elektřina řídí, vzduch tlačí

O čem to je

Čistě pneumatické řízení s tlačítkovými ventily je robustní, ale složité úlohy by vyžadovaly hromadu ventilů a hadiček. Proto se dnes dělba práce dělí: elektřina řídí (tlačítka, snímače, relé, PLC) a vzduch tlačí (válce). Tomu se říká elektropneumatika.

Spojkou mezi oběma světy je ventil, který přepíná elektromagnet. Řídicí obvod pracuje s bezpečným napětím 24 V DC.

Nové pojmy

RozvaděčVentil, který určuje, kudy poteče stlačený vzduch. Označení počet přípojů/počet poloh, např. 5/2.Rozvaděč 5/2 přepíná vzduch na jednu nebo druhou stranu dvojčinného válce.
Elektromagnetický rozvaděčRozvaděč přepínaný cívkou (elektromagnetem). Když cívkou teče proud, přitáhne kotvu a rozvaděč se přepne. Cívka se ve schématech značí Y (Y1, Y2…).PLC sepne výstup 24 V na cívku Y1 a válec vyjede.
Monostabilní rozvaděčMá jednu cívku a vratnou pružinu. Stabilní je jen v jedné poloze: jakmile proud přestane téct, pružina ho vrátí zpět.Pustíš tlačítko → válec zajede zpět.
Bistabilní (impulzní) rozvaděčMá dvě cívky (Y1, Y2) a žádnou pružinu. Stačí krátký impulz a rozvaděč zůstane v nové poloze, dokud nepřijde impulz na druhou cívku. „Pamatuje si“ polohu.I po výpadku proudu zůstane válec, kde byl.
TlačítkoRuční spínač, který spíná jen po dobu stisku. Spínací kontakt (NO) při stisku obvod spojí, rozpínací (NC) ho při stisku rozpojí. Značí se S.START je spínací, STOP rozpínací.
ReléElektricky ovládaný spínač. Cívka relé (K1) při proudu přepne své kontakty. Jedno relé může mít několik kontaktů a tím „rozvětvit“ jeden signál.Relé K1 jedním kontaktem drží samo sebe a druhým spíná cívku Y1.
Koncový spínač a jazýčkový snímačHlásí polohu válce. Mechanický koncový spínač stiskne vačka nebo pístnice. Jazýčkový (magnetický) snímač se připevní na tělo válce a sepne, když kolem projede magnet v pístu.A0 hlásí „válec A zasunut“, A1 „válec A vysunut“.

Samodržný obvod

Chceme, aby válec zůstal venku, i když pustíme tlačítko START, a zajel po stisku STOP. S monostabilním rozvaděčem to vyřeší samodržení relé.

Cívku relé K1 napájí tlačítko START (spínací) přes STOP (rozpínací).
Paralelně k START je zapojen spínací kontakt K1 – to je „samodržný“ kontakt.
Stiskneš START → K1 sepne → jeho kontakt přemostí START.
Pustíš START → proud teče dál přes kontakt K1. Relé se drží samo.
Jiný kontakt K1 napájí cívku Y1 → válec je venku.
Stiskneš STOP → obvod se přeruší, K1 odpadne, Y1 ztratí proud a pružina vrátí rozvaděč. Válec zajede.
Válec má po stisku START vyjet, na konci zdvihu (snímač A1) se sám vrátit. Rozvaděč je monostabilní. Jak upravíš samodržný obvod?
Do série se STOP přidáš rozpínací kontakt snímače A1. START → K1 se drží → Y1 → válec jede ven. Když dojede, A1 sepne a jeho rozpínací kontakt přeruší samodržení → K1 odpadne → Y1 bez proudu → pružina vrátí rozvaděč → válec zajede.
Proč by u úlohy výše nešlo zapojit START přímo na Y1 bez relé?
Monostabilní rozvaděč drží jen po dobu proudu. Při puštění START by válec okamžitě zajel. Relé se samodržným kontaktem si stisk zapamatuje až do signálu A1.
✗Bistabilní rozvaděč se po výpadku napětí sám vrátí do výchozí polohy.
✓Bistabilní rozvaděč zůstane v poslední poloze. Vrátí se jen impulzem na druhou cívku.

Nemá vratnou pružinu. To je výhoda (paměť), ale i riziko: po obnovení napětí se válec může chovat jinak, než obsluha čeká.

V elektropneumatice řídí elektrický obvod 24 V DC a válce pohání vzduch. Spojkou je elektromagnetický rozvaděč: monostabilní (cívka + pružina) nebo bistabilní (dvě cívky, pamatuje si polohu). Samodržný obvod s relé si zapamatuje krátký stisk START.

Schéma a krokový diagram

O čem to je

Na lince dva válce spolupracují: A upne díl, B ho vyrazí. Musí jet ve správném pořadí, jinak se stroj poškodí. Tady se naučíš pohyb zapsat zkratkou, nakreslit krokový diagram a sestavit kontaktní schéma.

Nové pojmy

Elektromagnetický rozvaděčRozvaděč přepínaný cívkou Y. Monostabilní má jednu cívku a pružinu, bistabilní dvě cívky a drží poslední polohu.Bistabilní 5/2 s cívkami Y1 (ven) a Y2 (zpět).
Zápis sekvenceVálce se značí písmeny. + znamená vysunutí, − zasunutí. Sekvence se píše v pořadí pohybů.A+ B+ A− B−: A ven, B ven, A zpět, B zpět.
Snímače polohy válceKe každému válci dva snímače: 0 = zasunut, 1 = vysunut. Pro válec A tedy A0 a A1.Jazýčkové snímače na těle válce.
Krokový diagram (diagram dráha–krok)Graf, kde na vodorovné ose jsou kroky a pro každý válec čára, která ukazuje, jestli je zasunut (0), nebo vysunut (1).Válec A v kroku 1 stoupá z 0 na 1.
Kontaktní (řídicí) schémaElektrické schéma řízení. Nahoře je vodič +24 V, dole 0 V a mezi nimi svislé proudové dráhy očíslované zleva. V každé dráze jsou kontakty a na konci cívka (relé K nebo ventilu Y).Dráha 1: START → K1.

Krokový diagram A+ B+ A− B−

KrokPohybSpouští ho signálVálec AVálec B
1A+START a B00 → 10
2B+A110 → 1
3A−B11 → 01
4B−A001 → 0
5 = 1konec cyklu–00

Každý pohyb spustí snímač, který hlásí dokončení předchozího pohybu. Tak stroj nejde dál, dokud se krok opravdu neprovede.

  1. A+ (START a B0)
  2. B+ (A1)
  3. A− (B1)
  4. B− (A0)

Od diagramu ke schématu

Pro každý pohyb napiš podmínku: A+ = START a B0, B+ = A1, A− = B1, B− = A0.
„A ZÁROVEŇ“ = kontakty sériově za sebou, „NEBO“ = kontakty paralelně vedle sebe.
S bistabilními rozvaděči: A+ → cívka Y1, A− → Y2, B+ → Y3, B− → Y4.
Každá podmínka je jedna proudová dráha mezi +24 V a 0 V, na jejím konci cívka.
Zkontroluj, že v žádném kroku nedostanou proud obě cívky stejného rozvaděče naráz.
Napiš proudové dráhy pro A+ B+ A− B− s bistabilními rozvaděči.
Dráha 1: START a B0 v sérii → Y1 (A+). Dráha 2: A1 → Y3 (B+). Dráha 3: B1 → Y2 (A−). Dráha 4: A0 → Y4 (B−). V této sekvenci se signály pro opačné pohyby téhož válce nepřekrývají (B0 a B1 nejsou nikdy sepnuté zároveň, stejně tak A1 a A0), proto zapojení funguje bez dalších relé.
Doplň krokový diagram pro sekvenci A+ A− B+ B−: v kterém kroku je válec B vysunutý?
Krok 1: A 0→1. Krok 2: A 1→0. Krok 3: B 0→1. Krok 4: B 1→0. Válec B je vysunutý po kroku 3, tedy mezi krokem 3 a 4.
✗Pro B+ stačí tlačítko START, B přece vyjede po A.
✓B+ musí spustit snímač A1, tedy potvrzení, že A opravdu dojel.

Kdyby B jel podle času nebo startu, při pomalém nebo zaseklém válci A by se díly srazily. Každý krok spouští zpětné hlášení předchozího kroku.

Sekvenci zapíšeš A+ B+ A− B−, do krokového diagramu zaneseš polohy 0/1 v každém kroku. Každý pohyb spustí snímač konce předchozího pohybu. V kontaktním schématu jsou podmínky proudové dráhy: sériově = A ZÁROVEŇ, paralelně = NEBO, na konci cívka Y nebo K.
💨Pneumatika🛢️Hydraulika