5x user guide

110
8/14/2019 5x user guide http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 1/110 Viša Tehni č ka Škola Subotica Némedi Imre dipl. maš. ing. Skripta iz predmeta Fluidna tehnika PNEUMATIKA (vežbe) Subotica 2002.

Transcript of 5x user guide

Page 1: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 1/110

Viša Tehnič ka ŠkolaSubotica

Némedi Imre dipl. maš. ing.

Skripta iz predmeta Fluidna tehnika

PNEUMATIKA

(vežbe)

Subotica 2002.

Page 2: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 2/110- 2 -

Sadržaj skripte

0. Uvod......................................................................................................... 3

1. Uvod u pneumatiku................................................................................ 41.1. Pneumatski prenos snage.......................................................... 6

2. Proizvodnja i raspodela sabijenog vazduha ........................................ 8

2.1. Komponente industrijske pneumatike ...................................... 82.2. Raspodela sabijenog vazduha................................................. 102.3. Dimenzionisanje elemenata pneumatskog sistema ................ 14

2.3.1. Dimenzionisanje potrošača...................................... 142.3.2. Dimenzionisanje magistralnog cevovoda................ 19

3. Elementi pneumatske logike ............................................................... 293.1. Osnovni pojmovi i elementi ................................................... 293.2. Osnovne logičke funkcije....................................................... 413.3. Memorijsko kolo .................................................................... 493.4. Vremenski releji (elementi kašnjenja).................................... 54

4. Upravljanje cilindrima........................................................................ 64

5. Sinteza pneumatskih automata........................................................... 725.1. Sinteza pneumatskih kombinacionih automata ...................... 725.2. Sinteza pneumatskih sekvencijalnih automata ....................... 96

6. Neki konkretni primeri iz prakse ..................................................... 1046.1. Uređaj začišćenje, odmašćivanje ili farbanje delova........... 1046.2. Sistem upravljanja autobuskim vratima ............................... 1066.3. Uređaj za bimanuelno upravljanje........................................ 107

7. Završne napomene ............................................................................. 108

Page 3: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 3/110- 3 -

0. UVOD

Vi u ruci držite skriptu iz predmeta Fluidna tehnika, i to deo koji u sebi sadržimaterijal vežbi. Ovaj predmet se sastoji iz dva dela:

- prvi deo:pneumatika (tehnika komprimovanog – sabijenog – vazduha)- drugi deo:hidraulika (tehnika prenosa snage pomoću ulja pod pritiskom).

Važno je istaći da u ovom predmetu izučavamo “samo” tehniku korišćenja fluida pod pritiskom, a ne mehaniku fluida. Normalno, da ovo ne znači da nije uopšte potrebno poznavati osnovne zakonitosti fizike, koji se odnose na ovo poglavlje nauke, ali mi uovom kursu nećemo ulaziti u te teorijske dubine, kao u mehanici fluida, već ćemo istaćisamo ono što je neophodno za savladavanje gradiva.

Cilj ovog predmeta je da osposobi budućeg inženjera da se snađe u praksi prilikomrazmišljanja o rešavanju konkretnih praktičnih problema u vezi nekih potrebnih linearnihili obrtnih kretanja obradnih, transportnih i drugih sistema. Naime u tim slučajevima je od

velikog značaja poznavanje mogućnosti pretvaranja energije u mehanički rad, kakoelektričnim tako i hidro-pneumatskim putem. Zašto? Odgovor je vrlo jednostavan i važi zacelu našu nauku, odnosno za mašinstvo. Rešenje nekog – bilo kakvog – problema je dobrosamo ako je tehnoekonomski opravdano. To znači sa jedne strane mora rešenje da budetehnologično – da zadovoljava svim zahtevima koji se postavljaju sa strane korisnika, proizvođača itd., a sa druge strane to rešenje mora da bude i ekonomično tj. mora da budenajjeftinije od svih mogućih rešenja.

Pogon elektromotorima je poznat. Ima svoje prednosti i nedostatke, kao i bilo kojerešenje problema. Naš je cilj da ukažemo na one oblasti gde elektrika probleme rešava na prilično skup način i gde do izražaja dolaze mogućnosti pneumatike i hidraulike. Tačnijerečeno, to ćete Vi, poštovani kolega ili koleginice, učiniti kad naučite sve o fluidnoj

tehnici.Čitajući ovu skriptu (za vežbanje) primetićete da se ovde ne radi o klasičnoj zbircirešenih ili nerešenih zadataka, kako bi se to očekivalo od jedne skripte za vežbanje, već jereč maltene o jednom udžbeniku iz ovog predmeta. Udžbenik je napisao profesor Dr. Njerš Jožef gde je opisao sve teorijske osnove potrebne za shvatanje problematike irešenja. Smatram međutim daću Vam umnogome pojednostaviti rad prilikom učenja akozadatke potkrepim malim teorijskim osvrtom na osnove. Pri tome za konkretne zadatkećukad-tad reći i takve stvari koji decidirano nisu izneti u udžbeniku profesora jer je jednostavno nemoguće u jednoj knjizi opisati svaki detalj.

Molim Vas znači da ovu skriptu shvatite kao substituciju – dodatak na predavanja ina udžbenik profesora Njerša.

U okviru ove skriptećemo krenuti od najširih osnova gradnje jednog pneumatskogsistema, pa ćemo tako sužavati oblast razmatranja, do najosnovnijih elemenata.Upoznaćemo se sa gradnjom pneumatskog voda, sa mestom i ulogom kompresorskestanice (i njenim delovima) u sistemu, kao i sa upravljanjem jednim pneumatskimsistemom načisto pneumatskoj bazi.

Želim Vam puno uspeha u savladavanju materije ovog kursa, kao i puno uživanja uučenju.

Pa da krenemo od početaka, a to je:

Page 4: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 4/110

Page 5: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 5/110- 5 -

Sve do druge polovine XIX veka parne mašine preovladavaju na planu energetskihmašina, pa tek krajem pretprošlog stoleća se javljaju i nemci, kao predstavnici drugeveoma bitne nacije u razvoju tehnike u Evropi, i to:

- Carl Benz (Karl Benc) - konstruktor prvog motora sa unutrašnjim

sagorevanjem (1885) - inače, po njegovom imenu je nazvano do danadanašnjeg najpoznatije gorivo, benzin- Rudolf Diesel (Rudolf Dizel) - konstruktor, po njemu nazvanog dizel motora

(1897)

Takođe u drugoj polovini XIX veka dolazi i do razvoja motora na električni pogon,čime se najviše ponose južni sloveni, naime pronalazač je Nikola Tesla.

Navedeni veliki razvoj mehanizacije za sobom povlači i ubrzani razvojniskogradnje (izgradnju puteva i tunela). Tako, prilikom probijanja tunela u masivimaAlpa prvi se put koristi komprimovani vazduh.

Pneumatika se u industrijske svrhe prvi put koristi u Parizu u drugoj polovini XIXveka. Sabijeni vazduh se proizvodilo u centralnoj kompresorskoj stanici, snage oko 17000kW ili oko 24000 KS, a raspodela se vršila preko cevovoda prečnika od 300 mm. Dužinainstalacije je iznosila oko 7 km.

Takav način korišćenja komprimovanog vazduha se danas više ne koristi, zbog prevelikih gubitaka energije u prenosu u cevovodima.

Eto, tu se i završava (kraj XIX veka) era mehanizacije, što znači da i dan danaskoristimo iste energetske mašine, normalno snabdevene sa najsavremenijim uređajima zavođenje i regulisanje, radi ekonomičnijeg rada, ali je princip ostao isti.

Tako smo zakoračili u eru automatizacije, koja traje do dana današnjeg i koja jesvoj strahoviti zamah uzela baš zadnjih pola stoleća, sa razvojem računarske tehnike. Ali i

pre elektronskih računara su ljudi uspešno rešavali jednostavnije, pačak i ne tako jednostavne zadatke vođenja i regulacije obradnih i transportnih sistema.

Jedan od glavnih ciljeva ovog našeg kursa iz pneumatike biće baš sagledavanjesposobnosti pneumatskog sistema za regulisanje i upravljanje.

Pri tome dolazi do razvoja takvih tehničkih rešenja (pneumatski i hidrauličnielementi) koji su kadri da izvrše najbitnije radnje, koje su u vezi sa regulacijom. To su:

- detekcija (primećivanje)

- diskriminacija (razlikovanje)- memorisanje (pamćenje)- logička obrada informacija (»razmišljanje«)

U današnje vreme ove osobine su veoma uspešno rešene i ugrađene u raznorazneračunarske softvere, pa se baš zato pneumatika kao takva u velikoj meri istisnula sa planaregulacije, ali logika upravljanja je ostala ista, zatoćemo se i baviti stim i mi u ovomkursu.

Page 6: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 6/110- 6 -

Najsavremenije tendencije razvoja sklopa energetskih i upravljačkih sistema je bašta, da sistem sastavimo od sledećih elemenata:

- mozak - računar - davači i “živci” - pneumatski (jeftiniji su i teže se kvare)- izvršni organi - hidraulični i električni.

1.1. Pneumatski prenos snageU pneumatici se najčešće koristi vazduh pod pritiskom i to sa normalnim pritiskom

do 6 bari ili sa manjim pritiscima za sisteme regulacije i upravljanja.Veći pritisci se koriste najčešće u građevinarstvu (pneumatskičekići i sl.)

Inače sam princip pneumatike se zasniva na Paskalovom zakonu, po kojemće uzatvorenom sudu pod pritiskom fluida taj pritisak da se širi i da opterećuje sve zidove sudaistom silom. Ako je pak jedan od tih zidova pokretan, doći će do pretvaranja energije pritiska u energiju kretanja.

Ovo je inače i jedan od najbitnijih zadataka pneumatskih sistema koje su:

- savladavanje neke spoljne sile ili otpora i na taj način vršenje rada (obrada)- stvaranje statičke sile (za stezanje radnog predmeta)

Moguća kretanja kod pneumatskih elemenata:

- obrtno kretanje

Tu se može postaviti jedna analogija i to uporedna sa rešenjima i karakteristikamaelektromotora.

Karakteristike, koje govore u prilog pneumatici- visoka gustina energije, što rezultira sa i za 20 puta manjim motorom iste snage

od odgovarajućeg elektromotora,- nema opasnosti od strujnog udara i varničenja, pa ni od požara (veoma bitna

karakteristika pri radu u sredini punoj zapaljivih isparenja – rudnici, itd),- prilikom preopterećenja nema opasnosti od havarije (motor jednostavno stane i

ne pokreće se do trenutka smanjenja opterećenja, a pri tome ništa se nećeslomiti, pregrejati se ili pak pregoriti),

- moguće brzine znatno veće od električnog pogona i to n= 10000ob/min – normalno, a specijalnočak može da se postignu i brojevi obrtaja od n=30000

ob/min! – (ova mogućnost nam obezbeđuje tzv. »bezbolno« bušenje zuba.Inače u današnje vreme se najčešće u ove svrhe se koriste rotacioni pneumatskimotori.)

Karakteristika, koja govori protiv pneumatskog rešenja

Page 7: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 7/110- 7 -

- postoji samo jedna mana pneumatskog rešenja pogona, a to je mali stepenkorisnog dejstva, koja iznosi 3,01,0 ÷=η

- linearno kretanje

Najbitniju prednost pneumatski i hidraulički sistemi imaju upravo u odnosu naelektromotorni pogon kod linearnih kretanja. Naime, ovu vrstu kretanja oni izvodedirektno pomoću pneumatskih ili hidrauličnih cilindara. Zato se ti elementi (izvršniorgani) i nazivajulinearnim motorima.

Radni pritisak kod ovih izvršnih organa je 6 bara, što znači da je normalni napon u

njima oko 6 2cmdaN , i brzina translacije iznosi oko 2

sm . Ovi podaci su isti kao što su i

mogućnosti ljudskih mišića, pa nije ničudno što se u industriji pneumatski cilindrinazivajumiši ć ima industrije.

U vezi pneumatskih linearnih motora (cilindara), pored malog stepena korisnosti postoji još jedan značajan nedostatak, što potiče usled stišljivosti radnog medijuma. Možedoći do veoma nezgodne pojave STICK – SLIP-a kod malih (puzajućih) brzina kretanja.To je ustvari takozvanoskakutajuć e kretanje.

No ta elastičnost pneumatskog sistema se kad – tad može smatrati i kao povoljnost, primera radi kod stezanja radnih predmeta.

Page 8: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 8/110- 8 -

2. Proizvodnja i raspodela sabijenog vazduha

2.1. Komponente industrijske pneumatikeKompresori

Sabijeni vazduh se proizvodi pomoću kompresora. Zadatak im je da usisani vazduh pod atmosferskim pritiskom komprimuju (sabiju) na potreban radni pritisak.

Tipovi kompresora su:

- klipni- višećelijski rotacioni- zavojni- aksijalni rotacioni- radijalni rotacioni (turbokompresori)

U praksi se najčeš

će koriste klipni kompresori i to u:

- jedno-- dvo- i- više-stepenoj izvedbi.

Jednostepeni kompresori:

• proizvode sabijeni vazduh do 10 bara pritiska,

• maksimalna temperatura izlaznog vazduha iznosi 140 – 220C o

.Dvostepeni kompresori:

• maksimalni pritisak do 30 bara,• maksimalna temperatura izlaznog vazduha 120C o .

Višestepeni kompresori:

• koriste se do pritiska od 300 pa i više bara.

Kompresori rade sa tzv.intermitencijom. To znači da se pomoću »tlač nog prekidač a« (druk – šaltera) namesti minimalni i maksimalni pritisak u instalaciji (pritisciuključivanja i isključivanja kompresora). Kada pritisak opadne ispod minimalnog,kompresor se uključuje i sabija vazduh do maksimalnog pritiska, gde se pomoću prekidačaza isključivanje isključuje.

Kod manjih kompresora se ovo izvodi uključivanjem i isključivanjemelektromotora, dok se kod kompresora velike snage vrši umesto isključivanja tzv.odspajanje (kratko spajanje usisnog i potisnog voda), dok elektromotor i dalje ostaje u

Page 9: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 9/110- 9 -

pogonu. Na taj način se izbegavaju strujni udari pri uključivanju motora velike snage ištedi se instalacija.

U procesu komprimovanja vazduha proizvodi se i znatna količina toplote, koja jeneželjena posledica procesa sabijanja. Ta toplota nepotrebno zagreva sve elementeinstalacije i dakako glavni je krivac za drastično smanjenje stepena korisnosti. Protiv te

fizičke pojave ne možemo ništa uraditi, jedino smo kadri da smanjimo efekat zagrevanjasistema i to odvođenjem toplote. Načini odvođenja toplote mogu biti:

- vazdušnim hlađenjem (do kapaciteta 30min

3m )

- vodenim hlađenjem (kod kompresora velike snage).

Kod dvo i višestepenih kompresora se među tim stepenima postave i tzv.međuhladnjaci, koji rade na istom principu kao i pomenuti.

Rezervoar kompresora

Rezervoar kompresora ima sledeće zadatke:

- prima od kompresora vazdušne udare i amortizuje ih,- ugrađenim tlačnim prekidačima učestvuje u regulaciji rada kompresora,- služi kao akumulator sabijenog vazduha i tako omogućava intermitentni rad,- igra ulogu dodatnog hladnjaka i odvajača vlage (kondenzata).

Ako je

min

mQ3

kapacitet potrebne dobave vazduha, po pravilu rezervoar treba da

bude veličine: 3)9,05,0( mQV r ⋅÷=

Sklop kompresora i rezervoara sa odgovarajućim ostalim elementima se nazivakompresorskom stanicom,čiji je šematski prikaz dat na slici 2.

Page 10: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 10/110- 10 -

97 6

35

M

42

15

8

1411

10

11312

Slika 2. Šematski prikaz kompresorske stanice Na slici 2. su pozicije sledeće:

1. dvostepeni kompresor 2. pogonski elektromotor 3. usisni filter 4. prvi stepen sabijanja5. međuhladnjak 6. drugi stepen sabijanja7. hladnjak vazduha

8. automatski odvajač kondenzata9. odvajač vlage sa automatskim pražnjenjem10. i 14. ventili za zatvaranje11. rezervoar sabijenog vazduha12. manometar 13. ventil za ograničenje pritiska15. ventil za ispuštanje kondenzata

Kao što se vidi na slici simboli pneumatskih elemenata slikovito prikazuju sam princip i cilj rada istih. Ovaj simbolizam je međunarodno prihvaćen i standardizovan poodluci CETOP-a (Evropski komitet za uljno-hidrauličnu i pneumatsku transmisiju). U

domaćem standardu je označen sa JUS L.N1.2.2. Raspodela sabijenog vazduha

Raspodela komprimovanog vazduha se vršičeličnim, gumenim i plastičnimcevima u zavisnosti od pritiska. Pošto je u rezervoaru i ispred njega izvršeno hlađenjevazduha, velika količina vlage je već odvojena, no ipak se mora računati sa još preostalomkoličinom. Da ne bi došlo do začepljenja cevovoda usled prisutnosti vlage, razvod se vršikaskadno, sa padom na svakih 40 do 60 m za 2 % i to u smeru kretanja fluida.

Page 11: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 11/110- 11 -

Slika br 3. prikazuje šematski izgled jednog magistralnog cevovoda sa kaskadnomgradnjom i ostalim priključnim elementima, neophodnim za funkcionisanje jednog pneumatskog razvodnog sistema. Ova slika se može shvatiti kao nadogradnja na sliku 2.

18

21

20 19

2117 16

2%

Slika 3. Raspodela sabijenog vazduha

Pošto je slika 3. produžetak slike 2. u legendićemo koristiti brojeve kao produžetak onih sa prethodne slike.

16. odvajač vlage17. pripremna grupa

18. odvaja

čvlage i filter 19. regulator pritiska

20. zauljivač21. ventil za zatvaranje.

U nekoliko reči da analiziramo ono što smo videli na slici 2. i što vidimo na slici 3:Krenuvši od samog usisnog grla na kompresoru, vidimo da se usisani vazduh prvo filtrira(čisti se) od mehaničkih nečistoća (prašine itd.) a potom se uvodi u prvi stepen sabijanja.Kompresor je najlakše shvatljiv kao klipni, štoće reći vazduh ulazi u jedan cilindar gde sesabija pomoću klipa do određenog pritiska (pritiska prvog stepena). Potom izlazi izcilindra a pre nego štoće ući u drugi, mora da se hladi jer će u drugom stepenu poreddodatne količine energije pritiska primiti i dalje količine toplote. Temperatura se baš zbogtoga mora smanjiti, a to se postiše tzv. međuhladnjakom. Nakon drugog stepena sabijanja postignut je pritisak koji se tražio od kompresora, no temperatura vazduha je visoka, pun je vlage, znači uopšte ne zadovoljava zahtevima vezanim za radni medijum u jednom pneumatskom sistemu.

Prelazimo znači na pripremanje vazduha za lagerovanje i uopšte za primenu. Ovo je već zadatak odvajača vlage odnosno kondenzata (kondenzatori).

Koliko-toliko ohlađen i isušen vazduh se zatim uvodi u rezervoar, drugi veoma bitan element kompresorske stanice. Rezervoar smo već podrobno razmotrili, jedino što tu

Page 12: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 12/110- 12 -

moramo istaći je da se na rezervoaru nalaze, pored manometra (instrumenta za merenje pritiska), i davači za pritisak i to:

• druk-šalteri (nisu docrtani na slici)• ventil za ograničenje pritiska (shvatljivije rečeno pneumatski osigurač) –

pozicija 13.

• olovni osigurač - za slučaj apsolutne sigurnosti, ukoliko svi prethodno pomenuti davači otkažu, što je malo verovatno ukoliko se remontkompresorske stanice redovno vrši. Ni ovo nije ucrtano na slici.

Po izlasku iz rezervoara (gleda se slika 3.) našli smo se u magistralnom delucevovoda. U kakvom je stanju naš sabijeni vazduh? Da li je spreman na primenu? Šta se još može učiniti da bi se uslovi prenosa kroz magistralni vod poboljšali i da bi vazduh bez problema mogao uvesti u izvršni deo pneumatskog sistema radi vršenja mehaničkog rada,što nam je konačni cilj?

Da vidimo redom. Što se tiče stanja vazduha u toplotnom smislu smo već sveučinili. Rezervoar kao dodatni hladnjak je učinio sve na hlađenju vazduha i tako nema više

bojazni od pregrevanja cevovoda. No stanje sa vlagom nije ni sad, nakon kondenzovanja uodvajačima pa i u rezervoaru, na tom nivou da se možemo smiriti i predati se uživanjima primene komprimovanog vazduha. Vlaga je još i sada prisutna, dakako u veoma malimkoličinama u odnosu na usisani vazduh, ali i sada može da prouzrokuje začepljenje cevi(ređe se dešava) i korodiranje metalnih elemenata magistralnog voda i samih izvršnihorgana i davača. Moramo znači i dalje da se borimo sa vlagom. To radimo na kraju svakekaskade (pozicija 16) i na samom ulazu u izvršne delove sistema (u potrošače).

Na ulazu u potrošač, uvek se susrećemo sa celom jednom grupom elemenata pomoću kojih pripremamo vazduh po potrebi potrošača. Zbog toga se ove grupeelemenata i nazivaju pripremnom grupom. Pripremna grupa (pozicija 17) se sastoji od jednog filtera (pozicija 18 - za zadnje prečišćavanje vazduha pre primene), manometra sa

regulatorom pritiska (pozicija 19 – za nameštanje, odnosno smanjenje pritiska do potrebnog nivoa u potrošaču) i zauljivača (pozicija 20 – čija je uloga da »podmaže«vazduh, kojiće tako noseći sa sobom mazivno sredstvo isto učiniti sa pokretnim delovimaizvršnih organa ili pak vršiti podmazivanje i konzervaciju nekih spoljnih delova, vansamog pneumatskog sistema. Jednostavnije rečeno, to je prskanje stola mašine za obradu,zauljenim vazduhom radičišćenja, podmazivanja i zaštite protiv korodiranja.)

U vezi magistralnog cevovoda se mora reći i to da se ti vodovi mogu graditi na dvanačina, tačnije rečeno na dva principa:

• zrakasto (male i srednje instalacije) – slika 4.• kružno ili prstenasto (srednje i velike – sa velikim brojem potrošača –

instalacije) – slika 5.

Page 13: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 13/110- 13 -

potrošaci

Slika 4. Gradnja magistralnog cevovoda po zrakastom principu

potrošaci

Slika 5. Gradnja magistralnog cevovoda po kružnom principuPosmatranjem slika gradnje magistralnog cevovoda i logičnim razmišljanjem

možemo lako odgovoriti na pitanje: kad je bolje koristiti jednu ili drugu varijantu?

Svakako za to je potrebno poznavanje prednosti i mane svake od njih. Tako se kao povoljnost zrakaste gradnje može navesti manja dužina cevovoda od druge varijante, dok se kod kružnog principa mora ugraditi skoro dva puta više cevi. A da bi objasnili prednostkružnog principa, moramo zamisliti slučaj havarisanja cevovoda, kada je nužno zatvoriti

Page 14: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 14/110- 14 -

deonicu sa greškom za vreme popravke. U tom slučaju bi morali isključiti sve potrošače udotičnoj grani, iza mesta popravke, kod zrakastog cevovoda pošto je dovodkomprimovanog vazduha moguć samo sa jedne strane. Kod kružne gradnje je to rešenotako što je dovod vazduha moguć sa dve strane pa se isključivanjem jedne deonice nemoraju zatvoriti potrošači, čak ni za vreme popravke instalacije.

Suvišno je objašnjavati šta može značiti za jedan obradni ili transportni sistem akose mora jedan deo, pa makar i jedan element isključiti. To može da stvori usko grlo pačak i zastoj u celom sistemu. Ako je taj sistem snabdeven sa malim brojem, međusobno prilično autonomnim elementima i delovima (primer je recimo i naša ustanova) logično jerešenje zrakasta gradnja, dok u većim i velikim pogonima za obradu, gde su namagistralnom vodu priključeni međusobno tehnološki povezani elementi (mašine) kao itransportni uređaji, jedino je moguće razmišljanje – kružni princip.

Evo, nakon upoznavanja izgleda i elemenata jednog pneumatskog cevovodamožemo krenuti i sa proračunom potrebnih dimenzija.

2.3. Dimenzionisanje elemenata pneumatskog sistemaDa bi valjano mogli uraditi posao dimenzionisanja elemenata pneumatskog sistemamoramo krenuti od kraja, tj. od samih potrošača da bi znali potreban kapacitet kompresorai da bi mogli definisati moć prenosa radnog medijuma kroz magistralni cevovod. Krenimoznači redom:

2.3.1. Dimenzionisanje potrošač aPod pojmom potrošača u pneumatici podrazumevamo one elemente sistema koji

prilikom eksploatacije troše komprimovani vazduh. U glavnim crtama su oni već prikazaniu dosadašnjem delu, no da rezimiramo još jednom. To su: pneumatski rotacioni motori, pneumatski linearni motori (cilindri) i prskalice.

Zbog napomenutih nedostataka, rotacioni motori su u veoma malo rasprostranjeni.Suprotno tome su cilindri u veoma širokoj primeni, što je objašnjivo njihovom jednostavnom konstrukcijom a samim tim i niskom cenom koštanja u odnosu naodgovarajuća rešenja na električni pogon. Dakako, linearno kretanje se može proizvesti ielektričnim putem: na malim dužinama elektromagnetima, a na duže putanjeelektromotorom i pretvaračem rotacionog u linearno kretanje (nazubljena letva,kinematski par vijak matica itd.), ali su ta rešenja em skuplja em glomaznija i manje pouzdana nego cilindar. Zato je i pneumatika danas ostala u primeni skoro samo u oblikuregulacionih i upravljačkih sistema za jednostavnije sisteme i kao izvršni organi u oblikucilindara. Pokazaćemo znači proračun jednog cilindra.

Koji su podaci potrebni za proračun jednog cilindra? Svakako moramo znati kolikaće biti sila opterećenja na kraju klipnjače [ ] N F i koliki je pritisak na raspolaganju usistemu [ ] [ ] 510bar p Pa p ⋅= .

Na osnovu ova dva podatka i uz poznavanje potrebne dužine izvlačenja klipnjače(potrebna dužina linearnog hoda) možemo pristupiti proračunu. Za izbor potrebnogcilindra iz kataloga potrebna su tri podatka: 1. unutrašnji prečnik cilindra; 2. prečnik

Page 15: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 15/110- 15 -

klipnjače; 3. dužina cilindra (hoda klipnjače). Eto, treći podatak već imamo na osnovu pretpostavljenog zadatka kojuće cilindar rešavati.

Za određivanje unutrašnjeg prečnika cilindra je potrebno znati kojuće silu moratida pobedi klipnjača pri kretanju. Na tu silu F se još mora dodati i sila otpora trenja uunutrašnjim površinama cilindra R (u današnje vreme ova vrednost opada sa uvođenjemsve novijim materijala, npr. keramike u upotrebu). Vrednost R se uzima kao10% od

proizvedene snage na površini klipa:

Ød p

Ø D

R

F

R4

D p F 2

−⋅= π gde je znači

4 D p1 ,0 R

2π ⋅⋅≈ pa se može reći jednostavnije

4 D p9 ,0 F

2π ⋅⋅= odnosno odavde izvedeno naš traženi podatak je:

π ⋅⋅⋅

= p9 ,0 F 4

D - unutrašnji prečnik cilindra

Inače nije naodmet znati ni to da su standardni prečnici :

16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 160, 200, 250 i 320 mm

što ne znači da se ne mogu nabaviti i drugi prečnici, ali kao specijalne izvedbe štonormalno drastično se odražava na ceni koštanja.

Možemo sad da se malo pozabavimo i klipnjačom, tačnije njenim prečnikom. Da birazumeli princip na osnovu kojegćemo odrediti taj podatak moramo istaći da je radni hod(pri kojemće klipnjača pobediti silu opterećenja) uvek onaj pri izvlačenju iz cilindra. Toznači da će klipnjača biti opterećena na izvijanje i to najviše u trenutku dostizanja krajnjeizvučene pozicije. Najgora varijanta je ako je kraj klipnjače slobodan dok je u klipuuklješten, jer je tada redukovana dužina jednaka dvostrukoj vrednosti realne dužine hoda

h2l r ⋅= .Iz otpornosti materijala znamo da je kritična sila izvijanja:

Page 16: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 16/110- 16 -

υ

π ⋅

⋅= 2r

2

KR l I E F gde je υ stepen sigurnosti protiv izvijanja. Začelik je ta

vrednost 5=υ .Ako iz prethodne formule izrazimo aksijalni moment inercije, koji je ,

podsetimo se iz otpornosti materijala, za kružni presek (presek klipnjače je krug)

64d I

4

π = dobijamo:

64d

E l F I

4

2

2r π

π

υ =⋅⋅= pa odavde izražavanjem prečnika klipnjače

43

24

3

2r

E h F 256

E l F 64d

π

υ

π

υ ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= ili uvrštavanjem svih poznatih za

čelik:

4113

2

101 ,25h F

4d ⋅⋅

⋅⋅

⋅= π prečnik klipnja

če

Imamo znači sve podatke za izbor potrebnog cilindra. Možemo pristupitidaljim proračunima, kao što je na primer potrošnja posmatranog potrošača.

cq

q -qk c

Pod potrošnjom cilindra se podrazumeva količina vazduha pod pritiskom za jednoizvlačenje i jedno uvlačenje klipnjače. To znači moramo odrediti količinu vazduha kojaće jednom ispuniticilindri č nu zapreminu - qc (prostor u cilindru ispred klipa, koja se puni

pri radnom hodu) i jednom prstenastu zapreminu – q p (zapremina cilindra sa straneklipnjače). Znači da vidimo, za jedno punjenje cilindrične zapremine vazduhom pritiska p je potrebna količina vazduha:

[ ]32

c m ph4

Dq ⋅⋅= π

no da bi ovaj podatak dobili u navedenoj jedinici prečnik D i hod h se morajuuvrstiti um, dok se pritisak p unosi ubarima.

Page 17: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 17/110- 17 -

Da vidimo sada povratni hod i njegove potrebe. Prstenastu zapreminu cilindramožemo shvatiti i kao zapreminu istu kao iqc ali umanjenu za »zapreminu« klipnjače, dajda to obeležimo saqk , pa je u stvari:

k c p qqq −=

gde je :

ph4

d q2

k ⋅⋅= π sa istom napomenom kao i malopre.

Može se reći znači kraće da je:

k ck cc qq2 )qq( qq −⋅=−+=

S tim da se ova vrednost povećava za 5÷20 % zbog zapremine cevovoda. Primer:

Dimenzionisati pneumatski sistem sastavljen od dva potrošača (cilindri A i B) pozahtevu da je potreban pritisak na potrošačima 5,8 bara, a kompresor daje 6 bari, ciklustraje 12 s a potom se bez pauze ponavlja, sa podacima za silu otpora i dužinu kretanja podatom ciklogramu.

L L

L

L

T

6 bar

l = 40 m

l = 6 m

A B

400 mm

12 sec4 sec 4 sec2 s 2 s

300 mm

F =1000N A

F =2000N B

Dimenzionisanje cilindra A:

Po zahtevanoj sili i raspoloživom pritisku imamo potreban prečnik cilindra:

Page 18: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 18/110- 18 -

mm50m0493 ,0108 ,59 ,0

10004 p9 ,0 F 4 D 51 ≈=

⋅⋅⋅

⋅=⋅⋅

⋅=π π

dok je prečnik klipnjače:

mm3 ,13101 ,2

54 ,010004 E

h F 4d 4113

24

3

2

1 =⋅⋅

⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅=

π π

υ

pa usvajamd 1=20 mm

Tako je usvojeni cilindar A, koja se mora izabrati iz kataloga:

A: 40020 / 50 ×φ Potrošnja istog cilindraće biti:

l 5 ,4m0045 ,08 ,54 ,04

05 ,0 ph4

Dq 32

1

2

c1==⋅⋅=⋅⋅= π π

dok je:

l 7 ,0m0007 ,08 ,54 ,04

02 ,0 ph4

d q 32

1

2

k 1==⋅⋅

⋅=⋅⋅= π π

pa je:

ciklus / l 3 ,87 ,05 ,42qq2q11 k c1 =−⋅=−⋅=

broj ciklusa je pri tome:

minciklus5

s12 s60n ==

Znači minutna potrošnja potrošača A je:

minl 5 ,4153 ,8nqQ 11 =⋅=⋅=

Dimenzionisanje potrošača B:

mm70m0698 ,0108 ,59 ,0

20004 D 52 ≈=⋅⋅

⋅=π

Page 19: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 19/110- 19 -

pa se usvaja D2=80 mm

mm7 ,13m0137 ,0101 ,2

53 ,020004d 4113

2

2 ==⋅⋅

⋅⋅⋅=

π

pa da usvojimo mm24d 2 =

Znači potrošač B je :

30024 / 80: B ×φ

Potrošnja je:

l 7 ,8m0087 ,08 ,53 ,04

08 ,0q 32

c2==⋅⋅= π

dok je:

l 7 ,0m0007 ,08 ,53 ,04

024 ,0q 32

k 2==⋅⋅

⋅= π

pa je:

ciklus / l 7 ,16 7 ,07 ,82qq2q22 k c2 =−⋅=−⋅=

Znači minutna potrošnja potrošača B je:

minl 5 ,8357 ,16 nqQ 22 =⋅=⋅=

Ukupna potrošnja sistemaće znači biti:

minl 5 ,137 1 ,1 )5 ,835 ,41( Qu =⋅+=

- pri tome povećanje realne potrošnje za 10% smo uradili da bi u obzir uzeli ivolumen cevovoda kao i gubitke u njemu.

2.3.2. Dimenzionisanje magistralnog cevovoda

Možemo sad da pređemo na dimenzionisanje samog magistralnog cevovoda. Prenego što to učinimo, moramo da se osvrnemo na neke teškoće. Naime pri dimenzionisanju

cevovoda nam je smernica za izbor prečnika dozvoljeni pad pritiska. U ovom zadatku toiznosi0,2 bara. Pravolinijska deonica cevi ima određeni otpor, koji raste sa smanjenjem prečnika pa mi u stvari moramo izabrati onajnajmanjiprečnik kojiće nam dati dozvoljeni pad pritiska. Na isplati se pri tome izabrati mnogo veći prečnik od zahtevanog, jer nam to poskupljuje sistem kad-tadčak više puta. To bi biločak i jednostavno izvodljivo, ali kakouzeti u obzir dejstvo tzv. fazonskih komada, kao što su: nornalne krivine (kolena), T-komadi (račve), zasuni (ventili) itd.

Page 20: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 20/110- 20 -

Ovi elementi isto tako imaju svoj otpor kretanju fluida u njima, koji se da izraziti uobliku otpora odgovarajuće dužine pravolinijske cevi istog prečnika. To se nazivaekvivalentnom dužinom i data je dijagramski na slici 6.

Page 21: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 21/110- 21 -

Slika 6. Ekvivalentne dužine fazonskih komada cevovoda

Page 22: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 22/110- 22 -

Slika 7. Dijagram za određ ivanje padova pritisaka

Prvi korak u rešavanju zadatka je da se usvoji određeni prečnik za cevovod. To jena žalost zadatak koji se rešava metodom udarca na stomak, ali posle određenog brojarešenih zadataka ovog tipaće čovek steći iskustvo u tome pa neće biti više pogađanja. Sadda pretpostavimo da smo apsolutni početnici (što i jeste istina što se Vas tiče, no bez

uvrede) pa da ubodemo u prečnik od 30 mm.

Znači: d c=30 mm.Prvo da analiziramo deonicu cevi od magistralnog voda do cilindra A, koja je

dužine 6 m. Da vidimo koliko fazonskih komada možemo naći na toj deonici. Našli smo jedno koleno jer se račva uzima u obzir kod druge grane. Ekvivalentna dužina za 30 mmiznosi 0,25 m (slika 6.), pa je ukupna dužina:

m25 ,6 25 ,06 L L L E u =+=+=Količina vazduha koja prolazi kroz ovu deonicu iznosi:

minm0456 ,0minl 65 ,451 ,15 ,41Q 31 ==⋅=

Da vidimo sada sledeću sliku, sliku br 7. na kojoj je dat sledeći dijagram sa koje semože očitati odgovarajući pad pritiska. Krenemo od donje desne strane dijagrama po kosojliniji koja odgovara prečniku cevi30 mm i penjemo se do horizontalne linije kojaodgovara našem protoku od0,045 min

m3. Iz tačke gde se ove linije seku ideno naviše i

ulazimo u drugi (nadograđeni ) dijagram sa vezom dužine cevi i pada pritiska. Vidimoodmah da nam je dužina cevi toliko mala da nije ni naneta na dijagram, pa stižući dohorizontale za 10 m cevi nećemo krenuti ukoso desno do visine sa dužinom cevi, jer se

već tamo nalazimo, već idemo direktno gore da bi očitali pad pritiska. Ako smo sve dobrouradili očitaćemo pad od bar 001 ,0 p =∆ . E sad šta da se kaže? Da je posao uspešnourađen? E nije, pa ipak možda i jeste.

Zanimljivo. Da bi ovo razumeli da vidimo sve jedan po jedan. Zadatak nije dobrorešen jer je stvarni pad pritiska 20 puta manji od traženog, što ne bi bio problem, ali toujedno znači da je cevovod jako predimenzionisano, što se pak odražava na ceni koštanja.A sa druge strane pak možda je sve u redu pošto je u obzir uzeta samo jedna kratkadeonica. Da vidimo sada šta bi se desilo da smo uzeli u obzir sve deonice, bez obzira nanjihov broj.

Tako je onda opet usvojeni prečnik cevi: d c=30 mm.Ostali podaci su:

Ukupni protok: minm137 ,0minl 5 ,137 Q 3u ==

Ekvivalentne dužine:

4 kolena: m125 ,04 Lk =⋅= 1 račva: m5 ,2 Lr =

Ukupna dužina:

Page 23: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 23/110- 23 -

m50m5 ,495 ,21 )6 40( L L L L r k u ≈=+++=++=

Sa tim podacimoćemo sada ući u dijagram na slici 7 i očitati pad pritiska odbar 05 ,0 p =∆

što je već bolji rezultat ali je još manji, i to 4 puta od tražene.Da smanjimo sada prečnik na d c=20 mm.Takoće ostali podaci biti:Ekvivalentne dužine:

4 kolena: m88 ,022 ,04 Lk =⋅= 1 račva: m5 ,1 Lr =

Ukupna dužina:m50m4 ,485 ,188 ,0 )6 40( L L L L r k u ≈=+++=++=

Očitavanje pada pritiska rezultuje ovako: bar 2 ,0 p≅∆ .To se i tražio pa kao zaključak još na kraju dimenzionisanja možemo dodati da je

prečnik potrebnog cevovoda:

mm20d C =

Na osnovu ovog kratkog primera smo pokazali korišćenje upoznatih dijagrama ismisao načina dimenzionisanja. A sad da uradimo jedan malu složeniji zadatak koji većliči na stvarne prilike u jednom pogonu.

Primer:

Proračunati cevovod i odrediti kacacitet kompresora za sledeće podatke:POTROŠAČI:

1. 3 kom cilindra 25φ sa min138n1 = ciklusa u minuti i mm200S 1 = hoda

2. 3 kom 100φ ; min120n2 = ; mm300S 2 =

3. 1 kom 200φ ; min115n3 = ; mm320S 3 =

4. Ostali potrošači (npr. pištolji za prskanje) troše još minl 30Q =′ vazduha

OSTALI PODACI: L= 660 m - dužina cevovoda p= 6,1 bar - pogonski pritisak bar 3 ,0 p ≤∆ - dozvoljeni pad pritiska 35 ,1=µ - koeficijent povećanja potrošnje.

NAPOMENE:

Page 24: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 24/110- 24 -

Raspored potrošača uzeti proizvoljno (u praksi je ovo strogo definisano safizičkim rasporedom potrošača u pogonu)

Gubitke u cevovodu (QC ) uzeti kao 10 % od ukupne stvarne potrošnjeQ H Ostale gubitke (QM ) koje su posledica curenja cevovoda na spojevima u

zaptivačima na potrošačima, itd zanemariti.

REŠENJE:Za rešenje ovog zadatkaćemo koristiti još jednu tabelu, sa slike 8. na slici su date

dve tabele. Prva daje vezu između pogonskog pritiska, prečnika cilindra i proizvedene sile,dok u drugoj tabeli u funkciji istih podataka možemo naći potrošnju vazduha u litrima po1 cm hoda. Na osnovu prve tabele možemo izabrati cilindar ako znamo pogonski pritisak isilu otpora, a na osnovu drugećemo naći potrebnu količinu vazduha za pogon sistema.

Page 25: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 25/110- 25 -

Slika 8. Tabele za prorač un proizvedene sile i potrošnje

Na samom početku rešavanja zadatka da primetimo da su nam potrošači u potpunosti definisani, pa možemo odmah da krenemo sa proračunom njihove potrošnje isa određivanjem potrebnih svojstava kompresora. U ove svrhećemo lako iskoristiti tabelu2 sa slike 8. U ovoj tabeli su date potrebne količine vazduha da bi se pri datom

pogonskom pritisku izabrani cilindar, odnosno njegova klipnjača na

činila pokret u dužiniod jednog centimetra. Moramo pri tome imati na umu i to da je jedan ciklus (jedan pun

pokret) sačinjen od jednog izvlačenja i jednog uvlačenja. To znači puna dužina hoda jedvostruka veličina navedene dužineS i. Da krenemo redom:

Ukupna potrošnjaće biti:

∑∑∑ ++= M C

3

1 H QQQQ

i

pri tome je∑3

1

H iQ u stvari ukupan stvarni protok u potrošačima, ∑ C Q su gubici u

cevovodu i po postavci zadatka iznosi 10% od∑3

1 H i

Q , dok je ∑ M Q (ostali gubici)

zanemarljiva veličina. Od ovih podataka možemo izračunati samo stvarne protoke preko potrošača:

QQ1Q3Q3QQQQQ321321i H H H H H H

3

1 H

′+⋅+⋅+⋅=′+++= ∑∑∑∑

Da vidimo sve jedan po jedan.

111 H qnS 2Q1

⋅⋅⋅=

Gde je 1S 2 ⋅ već objašnjeno. Sa 1n (broj ciklusa u minuti) se dobija sve u minuti a

1q je potrošnja za 1 cm hoda, što se vadi iz tabele 2. (slika 8). Sve je znači pri ruci, sem

1q . Da vidimo znači pomenutu tabelu! Eto prvog problema. Naš pogonski pritisak je 6,1 bar, dok u tabeli figuriše ili 6 ili 7 bara. Koji izabrati? Nijedan. U ovakvim slučajevimanam na raspolaganju stoji linearna interpolacija a pri tome moramo držati palčeve da je promena varijable u stvarnosti bar blizu linearnom. Tako pomoću linearne (tablične)interpolacije:

cml 0335 ,0 )033 ,0038 ,0(

101033 ,0q1 =−+=

- gde je0,033vrednost za 6 bara, dok je0,038za 7 bara. Njihova razlika se delina 10 jednakih delova i dodaje se manjoj vrednosti. To je u stvari zbog onog0,1 bariviše od 6 bari. Ostale jedinične potrošnje su:

Page 26: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 26/110- 26 -

cml 5426 ,0 )535 ,0611 ,0(

101535 ,0q2 =−+=

cml 1694 ,2 )139 ,2443 ,2(

101139 ,2q3 =−+=

pa su stvarne potrošnje:

minl 92 ,50cm

l 0335 ,0min138cm202Q

1 H =⋅⋅⋅= ⇒min

l 92 ,50Q1 H =

minl 12 ,651cm

l 5426 ,0min120cm302Q

2 H =⋅⋅⋅= ⇒min

l 12 ,651Q2 H =

minl 62 ,2082cm

l 1694 ,2min115cm322Q

3 H =⋅⋅⋅= ⇒ min

l 62 ,2082Q3 H =

Znači da je ukupna stvarna potrošnja svih potrošača:

minl 74 ,421830

62 ,2082112 ,651392 ,503QQQQQ321i H H H

3

1 H

=+

+⋅+⋅+⋅=′+++= ∑∑∑∑

Znači daće gubici u cevovodu iznositi:

minl

874 ,42174 ,42181 ,0Q1 ,0Q

3

1 H C i =⋅=⋅=∑ ∑

Ukupna potrošnja je tako:

minl 614 ,46400874 ,42174 ,4218QQQQ M C

3

1 H i

=++=++= ∑∑∑

Izračunajmo sada i snagu potrebnu za (pogonski) elektromotor kompresora:

µ ⋅⋅= pQ P EM

gde se javlja i koeficijent povećanja potrošnje, što potiče iz našeg inženjerskog pristupa problemima sčim se sad ne bi bavio. Pogonski motor mora znači u sebi da imaugrađenu snagu bar:

kW 7 ,63W 43 ,6369235 ,1 Pa101 ,6 s60m10614 ,4640 P 5

33

EM ≈=⋅⋅⋅⋅=−

Page 27: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 27/110- 27 -

Evo potrebne snage pogonskog motora. Može neko da nam kaže da tu nešto neštima, jer je ova snaga ogromna znači nerealna. Jeste, ova snaga je veoma velika,čak smešno velika. Ovakav motor možda ne bi se ni isplatio nabaviti, ali ako malo pogledamoulazne podatke – brojeve hodova u minuti i prečnike cilindara sa dužinama hodova – ukrajnjoj liniji i potrebnu količinu vazduha za pogon (više od 4,5 kubika u minuti) biće nam jasno da je ova snaga realno potrebna, a ovaj primer možemo smatrati školskim primerom.

Možemo preći na definisanje cevovoda. Nisam slučajno koristio izraz»definisanje«, poštoćemo porvo definisati izgled magistralnog voda, pa raspored svih potrošača sa potrebnim fazonskim komadima, koji su sve potrebni pri dimenzionisanju.Prirodno, raspored potrošača u realnom zadatku je strogo definisan fizičkim rasporedom potrošača u pogonu, a mićemo ovde izabrati jedan bilo kakav raspored koji namomogućava prikaz toka rešavanja. Recimo da su potrošači raspoređeni ovako:

11kaskada

2Q

Q1

1QQ

1

2Q

2Q

Q'

Q3

Od kompresora

Slika 9. Izgled pneumatskog sistema sa rasporedom potrošač a na magistralnomcevovodu

Prvi korak je izbor potrebnog prečnika cevovoda. Kao što smo to rekli u prethodnom uvodnom primeru, ovo iziskuje određeno iskustvo, a pošto to još nemamo, preostaje nam da koristimo metod udarca na stomak. Izabraćemo prečnik od80 mm-a.

Sledi grafik sa slike 6. gdećemo naći ekvivalentne dužine za fazonske komadekojih je :

T-komadi (račve) - 13 komada normalne krivine (kolena) - 5 komada zasuni (ventili) - 5 komada

Ekvivalentne dužine su:

m117 m913 L' T =⋅=

Page 28: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 28/110- 28 -

m75 ,4m95 ,05 L' L =⋅=

m7 m4 ,15 L' V =⋅=

što ukupno znači: m75 ,1287 75 ,4117 L L L L ' V

' L

' T

' U =++=++=

Dužina cevovoda je:

∑ ≈=+=+= m80075 ,78875 ,128660 L L L ' U

Imajući ukupnu teorijsku dužinu cevovoda, još nam je potreban ukupni protok pamožemo pristupiti kontroli izabranog prečnika.

Protok je:

minm64 ,4min

l 614 ,4640QQ3

U ≅=⋅= µ

Sledi korišćenje grafikona sa slike 7. Na osnovu ulaznih veličina:

∑ === minm64 ,4Q;m800 L;mm80d

3

U c , a uz proceduru očitavanja koja je opisanau prethodnom primeru, za pad pritiska dobijamo:

bar 3 ,0bar 035 ,0 p =∆

Ova veličina je za red veličine manja od dozvoljene, znači da smo preterali u prečniku cevovoda. Rešenje znači odgovara ali je suvišno skuplja od traženog. Idemo još jednom sa usvajanjem prečnika cevovoda i sa samim proračunom:

Da se usvoji sada prečnik .mm60d C =Ekvivalentne dužine su dakle:

m5 ,84m5 ,6 13 L' T =⋅=

m5 ,3m7 ,05 L' L =⋅=

m75 ,4m95 ,05 L' V =⋅= a

m90m75 ,9275 ,45 ,35 ,84 L L L L ' V

' L

' T

' U ≅=++=++=

Potrošnja je ostala ista, pa su sada ulazni podaci:

∑ === minm64 ,4Q;m750 L;mm60d

3

U c

pad pritiska sa ovim podacima pak iznosi:bar 3 ,0bar 18 ,0 p =∆

mada je i ova veličina manja, skoro za polovinu od dozvoljene, ali već liči na nešto.Po pravilu trebalo bi da idemo još jednom u usvajanje recimo55 mmza prečnik, no toostavljam Vama poštovani kolega.

Page 29: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 29/110- 29 -

3. Elementi pneumatske logike

U dosadašnjim razmatranjima smo se bavili gradnjom jednog pneumatskog sistemaod kompresora do potrošača. Sam potrošač još nismo ni upoznali samo smo rekli da su toneki cilindri itd., u daljim razmatranjimaćemo se podrobno baviti potrošačima, tačnijedelom sistema koja koristi komprimovani vazduh. To nisu samo cilindri već i svi onielementi koji koriste vazduh za svoje funkcionisanje. Njihov rad možda uopšte nemakarakter kretanja već karakter prenosa, obrade ili korišćenja informacija i služi zaregulisanje rada drugih delova sistema kao i za upravljanje njima. Sada smo stigli do bitnetačke. Iz malopre rečenog (što se možda na prvi pogledčini nerazumnim) da se uočitičinjenica da se jedan pneumatski sistem sastoji iz dva osnovna dela i to iz energetskog i izlogičkog. U energetski deo se uvrštavaju svi oni delovi koje smo dosad prikazali sa tzv.izvršnim elementima (tu su cilindri i svi oni elementi koji vrše pretvaranje energije pritiska fluida u mehanički rad). Logički deo je pak sastavljen od sasvim drugih tipovaelemenata, koji su prikazani na predavanjima profesora ili se mogu upoznati iz njegovogudžbenika. To su razvodnici raznoraznih konstrukcija itd.

3.1. Osnovni pojmovi i elementiPre nego što krenemo sa upoznavanjem gradnje logičkog dela pneumatskog

sistema, moramo da se osvrnemo na najosnovnije pojmove i da prikažemo osnovne pneumatske elemente (uređaje) pomoću kojih ćemo raditi. Sve ove stvari mnogo podrobnije možete naći u profesorovom udžbeniku a ja Vam ovo dajem samo s ciljem daolakšam posao u daljim razmatranjima.

a) Formiranje i pojam signala

Najjednostavnijim rečima rečeno, formiranje signala na jednom mestu (izvodu,elementu ili priključku) znači dovođenje pritiska. Da bude jasno – prolazak sabijenogvazduha kroz cevovod znači prolazak signala – ima signala– (obeležava se sa1) - (koja usebi nosi određenu informaciju u funkciji svog nastanka), dok slučaj kada nema vazduha,nama ne znači ništa, odnosno zvanično je to stanje kadanema signala– obeležavanje sa0.

b) Razvodnici i osnovne logičke funkcije

Postoje 25;2

4;23;2

2 itd. razvodnici, gde iz bruja u brojiocu vidimo brojulazno-izlaznih priključaka na razvodnik, dok broj u imeniocu nam ukazuje na brojmogućih pozicija razvodnika. Razvodnici mogu biti mono- i bi-stabilni. Razlika je u brojuravnotežnih stanja. Ukoliko se razvodnik vraća u svoju početnu poziciju po deaktiviranju(deaktiviranje oprugom) naziva semonostabilnima ako je za deaktiviranje potreban poseban signal, znači i aktivirano stanje može biti stabilno do pojavljivanja signala zadeaktiviranje, naziva sebistabilnim. Razvodnici se mogu aktivirati rukom (tasterom ili polugom), nogom (pedalom), mehanički (točkićem), električno (elektromagnetom) i pneumatski (pritiskom sabijenog vazduha). Evo nekih primera:

Page 30: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 30/110- 30 -

monostabilni, rucno aktivirani

bistabilni, pritisno aktivirani

monostabilni, aktivirani tockicem

monostabilni, el.magnetno aktivirani

Slika 10. Primeri aktiviranja mono i bistabilnih razvodnika

Da vidimo sada razvodnike jedan po jedan. I tu se mora istaći da se simbolizamzasniva na odluci CETOP-a, znači ovi simboli se koriste u celom svetu i na osnovuanaliziranja simbola da se razumeti i samo funkcionisanje elementa.

Razvodnik tipa 22 :

Ovaj razvodnik ima 2 priključka i dva položaja. Koristi se retko i to uglavnomsamo za jednostavno prekidanje voda bez mogućnostiozrač ivanja. (kasnijeće biti reči i oovom pojmu. To je ukratko rečeno, mogućnost ispuštanja vazduha iz isključene grane uatmosferu). Zbog svoje jednostavnosti podrobnije se nećemo baviti analizom ovogelementa.

Razvodnik tipa 23 :

U pneumatici najčešće korišćeni razvodnik. Ima znači tri priključka – po praviludva ulazna i jedan izlazni – i dva moguća položaja (uključenu i isključeno). Da bi mogliodrediti njegovulogi č ku funkcijumoramo prvo dati funkcionalnu šemu elementa. To jedato na slici 11.

Page 31: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 31/110- 31 -

X

P R

A

Slika 11. Funkcionalna šema razvodnika 23 :

Za određivanje logičkog izrazaizlazne funkcije A, moramo menjatiulazne veli č ine X, P i Rpo binarnom rasporedu. Na osnovu toga formiramotablicu istinitosti te ondaodređujemo logički izraz A. Pri tome, menjanje po binarnom rasporedu znači dodavanjevrednosti1 (ima signala (na priključcima P i R kao i na izlazu A) ili razvodnik aktiviran(kod promenljive X)) odnosno vrednosti0 (druga varijanta – nema signala ili razvodnik deaktiviran). Tako je tablica istinitosti oblika:

ULAZ IZLAZR.br. X P R A

1. 0 0 0 02. 0 0 1 13. 0 1 0 04. 0 1 1 15. 1 0 0 06. 1 0 1 07. 1 1 0 18. 1 1 1 1

Način na kojićemo naći logički izraz, tu ne bi posebno objašnjavao, pošto ste teosnove već učili iz drugih predmena u okviru kursa iz Bul-ove algebre. Jedino što binapomenuo, daćemo aktivno (uključeno stanje ili postojanje signala) obeležavatiodgovarajućom slovnom oznakom, dok ćemo ono obrnuto, prikazati nadvučeno. Primeraradi: X i X , gde X znači razvodnik aktiviran, dok je X oznaka za deaktivirano

Page 32: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 32/110- 32 -

(isključeno) stanje razvodnika. Što se tiče signala P i P , P znači ima pritiska (signala) na priključku P, a P da toga nema.

Logički izraz A je znači:

XPR R XP PR X R P X A +++= odnosno grupisanjem prva dva i drugadvačlana

XP R X ) R R( XP ) P P ( R X A +=+++= pošto je ) P P ( + siguran događaj sa logičkom vrednošću 1, znači izraz je:

X R X P A ⋅+⋅=

Vidimo znači da za »proizvodnju« izlaznog signala A, moramo imati pritisak na priključku P (P) i razvodnik mora biti aktiviran(X), ili uz deaktiviran razvodnik ) X ( moramo još imatii vazduh pod pritiskom na priključku R (R).

Poštovani kolega je svakako primetio veznike i i ili u prethodnoj rečenici. Nisam ih

slučajno istakao, pa Vas molim da prethodnu rečenicu pročitate još jednom, uz stalno praćenje zaokruženog logičkog izraza. Jasno je znači da je veznik i isto što i logičkomnoženje, dok je ili oznaka logičkog sabiranja. No da idemo redom. Pomoću izvedenoglogičkog izraza mogu se formirati mnoge logičke funkcije:

1) Identitet (logičko »DA« funkcija):

X

A=X 1 X A

Za ulaz P=1 i R=0 dobija se izlaz A=X . Pri tome počeli smo koristiti i logičkesimbole (vidimo simbol množenja). Jednostavnim rečima rečeno, postavimo li pitanje: dali je razvodnik aktiviran? Izlazni signal Aće nam dati odgovor – DA razvodnik jeuključen. Primetimo sada ono što smo rekli na početku ovog poglavlja, što se tiče postojanja signala: ako ne bi imali pritisak na izlazu A, to ne bi jednoznačno značilo da

Page 33: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 33/110- 33 -

razvodnik nije aktivirano – možda se desilo to što vazduha nema na ulaznom priključku P – pa se to ne može smatrati nikakvim signalom X .

2) Negacija (logičko »NE« funkcija):

Za rešavanje malopre opisanog problema, kada nam je potreban (jednoznačni)signal za stanje neaktiviranog razvodnika X koristimo negaciju: da li je razvodnik aktiviran? NE nije aktiviran. Za ulaz P=0 i R=1, dobijamo izlaz A= X . Logi č ka istrukturna šemaje sledeća:

X

A=X 1 X A

Ove dve logičke funkcije su osnovne, izvodljive pomo

ću jednog razvodnika. Zaostale funkcije moramo koristiti dva i više razvodnika.

3) Konjukcija (logičko »i« funkcija – logičko množenje):

X 2 X 1

1 X X 1 X 2 X 1 X

221 X X

Page 34: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 34/110- 34 -

Za množenje dva signala, normalno moramo imati dva signala, paćemo prvoformirati te signale - 1 X i 2 X pa ih pomnožiti.

Ulaz: P= 1 X i R=0(gleda se desni razvodnik) i 1 X X = , daje izlaz 21 X X A ⋅= .

Prvo i tu da postavimo pitanje:Da li je i jedan i drugi razvodnik aktiviran? DA,i jedan i drugi razvodnik je

aktiviran. Ovo je znači množenje, koje se u praktičnim zadacima rešava na nešto drugačijinačin, no o tomećemo kasnije, kod dotičnih zadataka. Ako bismo želeli dati nekuanalogiju sa rešenjima postavljanja prekidača u električnim kolima, ovo bi bila redna veza prekidača.

4) Inhibicija (zabrana):

Ova logička funkcija je slična množenju, s tom razlikom što se ovde jedan odulaznih signala 1 X ili 2 X negira i time se u izlaznom proizvodu takoreći »zabranjuje«.

Ulaz je: P=0; R= 1 X ,znači tu se izvržilo prekopčavanje, pa 2 X X = , a izlazće

tako biti 21 X X A ⋅= .

& X

A A=

1

X 2 X 1

X 1 2 X

X 1 2 X

Posmatrajući datu funkcionalnu šemu da napravimo i tablicu istinitosti radivežbanja:

ULAZ IZLAZR.br. X 1 X 2 A

1. 0 0 02. 0 1 03. 1 0 14. 1 1 0

Page 35: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 35/110- 35 -

Ove dve funkcije mogu imatičetiri različite kombinacije ( 422 = ), a od njih jesamo jedan odgovarajući i to onaj koji je opisan u proizvodu. To je realizovano jednoznačno datim sastavom i povezivanjem elemenata. Jednoznačnost znači da jenemoguće dobiti izlazni signal na drugačiji način sem traženog.

5) Disjunkcija (logičko »ili« funkcija – logičko sabiranje):

Druga logička funkcija, pored množenja, koja je u široj primeni je logičko sabiranjeodnosno logičko ili funkcija. Ovo znači da se izlazni signal mora dobiti pri prisustvu ili jednog ili drugog ili pak oba signala. Slično je ovo paralelnoj vezi prekidača u električnomkolu. No, da vidimo ovo malo podrobnije:

>1 X

A A=

1

X 2 X 1 X +1 2 X

X 1 2 X

=

Stanje na ulazu je znači sledeće: P=1; R= 1 X i 2 X X = , paće izlaz biti:

212121 X X X X X X A ⋅+⋅+⋅=

pa grupisanjem prva dvačlana i izjednačavanjem sigurnog događaja sa1 :

21221112 X X X X X ) X X ( X A ⋅+=⋅++⋅=

ULAZ IZLAZR.br. X 1 X 2 A

1. 0 0 02. 0 1 13. 1 0 14. 1 1 1

Page 36: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 36/110- 36 -

da bi mogli ići dalje, moramo vratitičlan 21 X X ⋅ , što je matematički eliminisan,ali ako uzmemo u obzir da je svejedno da li gledamo uključenost 1 X ako je prekidač 2aktiviran, možemo napisati

212122112 X X X X X X X ) X 1( X A ⋅+⋅+=⋅++⋅=

pa ponovnim izvlačenjem zajedničkog elementa pred zagradu i izjednačavanjemsigurnog događaja sa1 :

212212 X X ) X X ( X X A +=+⋅+=

Evo znači izlaznog signala koja se može interpretirati pitanjem:

Da li je prekidač 1 ili 2 uključen, možda su oba aktivirana? Dok je odgovor oblika:DA prekidač 1 je uključen ili je prekidač 2 uključen a možda su oba uključena.

Reč moždapokazuje određenu nedefinisanost. To je tačno tako, no ako uzmemo uobzir da nas uopšte ne zanima koji je prekidač aktiviran, prvi ili drugi, važno nam je da bude bar jedan uključen, sledi da sa naše strane mogu biti aktivirani obojica. Ako pak tačno želimo da ne dođe do aktiviranja oba prekidača, samo prvog ili drugog, to moramo posebno definisati. To su već specijalne funkcije o kojimaćemo kasnije govoriti, no Vi poštovani kolega ili koleginice za razmišljanje možete i tu da se pozabavite rešenjemovakvog postavljanja problema, a rešenje pogledati kasnije.

6) Implikacija:

1 X

X 1

X + A= 1 2 X

X 2

>1 X

2 X 1

=A

A ova funkcija je već pomalo i specijalna, a u sebi nosi specifičnosti identiteta,negacije i disjunkcije u jedno. Takoće za ulaz: P= 1 X ; R=1i 2 X X = , izlaz biti:

Page 37: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 37/110- 37 -

212121 X X X X X X A ⋅+⋅+⋅=

pa isto kao i malopre

21212

211221221112 )1()( X X X X X

X X X X X X X X X X X X A⋅++=

=⋅++⋅=⋅+=⋅++⋅=

212212 X X ) X X ( X X A +=++=

Idemo sada dalje sa elementima, pa stižemo dorazvodnika tipa 24 koji se mnogo

češće, čak može se reći isključivo koristi u hidraulici, paćemo dati samo njegov simbol, a bez objašnjavanja:

Razvodnik tipa 25 :

P S

R

X

B A

Slika 12. Funkcionalna šema razvodnika25

ULAZ IZLAZR.br. X 1 X 2 A

1. 0 0 12. 0 1 03. 1 0 14. 1 1 1

Page 38: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 38/110- 38 -

Znači element ima 5 priključaka i 2 položaja. Od tih pet priključaka tri će bitiulazna ( P, R i S ) i dva izlazna ( A i B). Ovaj tip razvodnika se najčešće koristi zaupravljanje radom i za napajanje vazduhom cilindara i tako omogućavanja kretanjaklipnjače u željenom smeru.

Da vidimo tablicu istinitosti za ovaj razvodnik:

U L A Z IZLAZ IZLAZR.br. X R P S A B1. 0 0 0 0 0 02. 0 0 0 1 0 03. 0 0 1 0 0 14. 0 0 1 1 0 15. 0 1 0 0 1 06. 0 1 0 1 1 07. 0 1 1 0 1 18. 0 1 1 1 1 19. 1 0 0 0 0 010. 1 0 0 1 0 111. 1 0 1 0 1 012. 1 0 1 1 1 113. 1 1 0 0 0 014. 1 1 0 1 0 115. 1 1 1 0 1 016. 1 1 1 1 1 1

Page 39: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 39/110- 39 -

Krenimo sada sa analizom. Imamo znači tri ulaza ( R, P i S ) i dva izlaza ( Ai B). Ti ulaziće biti:

XRPS S XRP PS R X S P R X RPS X S RP X S P R X S P R X A +++++++=

sadaćemo grupisatičlanove u dve grupe sa odgovarajućim zajedničkimčlanovimai tako dobiti:

) RS S RS RS R( PX ) PS S P S P S P ( R X A +++⋅++++⋅=

pa sada grupišemočlanove u zagradama i nakon eliminisanja sigurnih događaja, ito dva puta, imamo:

))S S ( R )S S ( R( PX ))S S ( P )S S ( P ( R X A +⋅++⋅⋅++⋅++⋅⋅=

PX R X ) R R( PX ) P P ( R X A +=+⋅++⋅=

znači da jeizlaz Aoblika:

R X X P A ⋅+⋅=

zanimljivo, jeli! Isti ovaj izlaz smo već videli prilikom analize funkcionisanjarazvodnika 2

3 . No, pre nego što donesemo zaključke o svemu ovom, da vidimo i drugiizlaz.

XRPS S P XR PS R X S P R X RPS X S RP X PS R X S P R X B +++++++=

) RP P R P R P R( SX ) RS S RS RS R( X P B +++⋅++++⋅=

)) P P ( R ) P P ( R( SX ))S S ( R )S S ( R( X P B +⋅++⋅⋅++⋅++⋅⋅=

X P SX ) R R( SX ) R R( X P B +=+⋅++⋅=

izlaz je znači:

X P X S B ⋅+⋅=Da vidimo šta smo dobili:izlaz Aje znači istog oblika kao i kod razvodnika2

3 , štoukazuje na srodstvo ova dva pneumatska elementa. Ako malo bolje proanaliziramo obaelementa, primetićemo da se isti zadatak što se može rešiti s jednim razvodnikom2

5 da

rešiti i sa dva razvodnika23 . Ovo pak znači da je razvodnik 2

5 u stvari dva razvodnika

Page 40: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 40/110- 40 -

23 ugrađeno u jedan element. To je baš i tražena prednost, pošto se ovo ogleda u cenikoštanja.

Druga ogromna prednost razvodnika25 se ogleda u sledećem: pogledajmo samo oba

izlaza i uvrstimo sledeći ulaz: R=0, P=1 i S=0.

X

X

X

Za izlazćemo dobiti: A=X i B= X .Ovo je znači jednostavno preusmeravanje vazduha, i to jednostavno u funkciji

položaja razvodnika. Pri aktiviranom stanju imamo izlaz na A, a pri deaktiviranom naizlazu B.

Za sve to vreme ulazi R i S su slobodni, znači na njih nikad ne treba dovestivazduh, pa ih možemo iskoristiti u druge svrhe (recimo za regulaciju brzine kretanjaklipnjače, i to različito pri radnom i pri povratnom hodu). Eto, sad smo već i napomenulimesto gde se ovi razvodnici najšire koriste. Naime za napajanje cilindara (baš zbog toga sei ovi razvodnicičesto nazivaju upravljačkim razvodnicima cilindara).

Pre nego što se upoznamo sa osnovnim logičkim funkcijama, da vidimo još jedanelement, koji sečesto koristi u praksi, ačije funkcionisanje smo već videli, samo na neštodrugačiji način. Radi se naime o tzv. pneumatskom sabiraču, čija je funkcionalna šemadata sledećom skicom:

X 1 2 X

= 1+ 2

Page 41: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 41/110- 41 -

X +

X 2

2 X 3

5 42 X 1

X 1

1 X

1 2

Slika 13. Funkcionisanje sabirač a

Da bi dokazali valjanost funkcionisanja ovog elementa, moramo formirati signale X 1 i X 2 pomoću dva razvodnika 2

3 , pa ih dovesti u treći razvodnik 23 sa sabiračem na

ulazu.(Vidi prethodnu skicu)Da vidimo tablicu istinitosti za ovaj slučaj:

ULAZ IZLAZ

R.br. X 1 X 2 X 1+X 21. 0 0 02. 0 1 13. 1 0 14. 1 1 1

Može se primetiti da je ova tablica već viđena baš kod disjunkcije (logičkogsabiranja), što je dokaz da je naš sabirač isti kao i kod sabiranja signalarazvodnicima.

Konačno još da napomenemo i to da je obeležavanje priključaka kod raznih proizvođača različito. Neki koriste baš ove korišćene slovne oznake (R, P, S, A i B), dok neki to obeležavanje vrše brojevima (1, 2, 3, 4 i 5). No simboli su jednoznačni (CETOPsistem) pa Vam neće zadavati problem prepoznavanja elemenata i dotičnih priključaka.

Page 42: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 42/110- 42 -

3.2. Osnovne logič ke funkcije Najosnovnije logičke elemente smo prikazali. Tu se misli najviše na “i” i “ili”,

odnosno na množenje i sabiranje. Pomoću njih smo sada kadri da izvedemo i ostalelogičke funkcije, a to su:

“NI” funkcija

Ova funkcija se koristi tada kada nam je potreban signal, koji je direktna suprotnostrezultata množenja dva signala.

PAŽNJA: Tu se ne misli na proizvod dva negirana signala, već na negaciju proizvodadva identiteta! Napisano to znači:

2121 X X X X A ⋅≠⋅=

Definisanje ove tvrdnje ostavljam Vama poštovani kolega/koleginice/.Kako da shvatimo ovu funkciju? Najjednostavnije je da se razmišlja na sledeći

način: pošto nam je potrebna negacija proizvoda, prvo

ćemo pomnožiti dva signala1 X i X 2 , paćemo dobijeni rezultat negirati. Logičkim simbolima napisano to znači:

& & 1

x1 2 y= x 21 x x y=Što bi se reklo: “NI” = “NE” od “I”.Ovo bi u funkcionalnom smislu izgledao ovako:

Page 43: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 43/110- 43 -

1 X X 2

1 X X 1 X 2

21 X X

Zanimljivo! Sa funkcionalne šeme se jasno vidi daće biti vazduha na izlazu akomnoženje “ne uspe”, a to pak znači od moguća četiri slučaja (pogledajte bilo koju tablicuistinitosti kod množenja ili sabiranja) u obzir dolaze ona tri, kada je množenjenezadovoljeno. Ali kod sabiranja je baš bilo tri zadovoljavajuća slučaja, pa bi vredelomalo razmisliti o tome. Jednostavno sabrati signale1 X i X 2 nema logiku jer je točistadisjunkcija. Negirati zbir takođe nema smisla jer je to nešto drugo (budite strpljivi – sadćemo i do toga sti

ći). Pa onda nam ništa drugo ne preostaje, ve

ćda saberemo negacijeulaznih signala 1 X i 2 X .

Page 44: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 44/110- 44 -

X 1

2 X

X 1

X 21 X +X 2

Po logičkoj šemi je ovo:

x

1

y= x +1

1

2

1>=

A sad da uporedimo odgovarajuće tablice istinitosti:

Page 45: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 45/110- 45 -

Za 21 X X A= Za 21 X X A +=

ULAZ IZLAZR. br.

X 1 X 2 21 X X ⋅

1. 0 0 12. 0 1 13. 1 0 14. 1 1 0

Više objašnjenja je suvišno, meni sečini. Ipak se postavlja još jedno pitanje u veziovog: Koji način postavljanja funkcije je bolji? Odgovor je logičan: s obzirom da su zaobe varijante potrebni isti elementi, eventualno kod negacije proizvoda jedan sabiračmanje (suvišan je), možemo koristiti bilo koji. No ipak, ako je u postavljenom

pneumatskom sistemu negde već napravljen signal 1 X i (ili) 2 X , logično sledi daćemo primeniti ovu drugu varijantu, u protivnom, ako nemamo ništa, eventualno izbor može da padne na prvu varijantu. Ovoće se još više iskristalisati ako se upoznamo sa primenom“pneumatskog množača”.

Konačno, možemo i da zaokružimo zaključak:

2121 X X X X +=⋅

“NILI” funkcija

Ova funkcija je pak negacija zbira, koja se može dobiti i na drugi način, slično “NI”funkciji. “NILI” znači “NE” od “ILI”, pa se može definisati logičkom šemom:

1

x y= x +1

=>1

y=

>=

2 x +1 x2

1

ili funkcionalnom šemom:

ULAZ IZLAZR.br.

X 1 X 2 21 X X +

1. 0 0 12. 0 1 13. 1 0 14. 1 1 0

Page 46: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 46/110- 46 -

21

X 1 21 X + X

X +1 2 X

No, ako se bolje razmisli ili se pak napravi tablica istinitosti za ovaj slučaj (to sad većostavljam Vama), da se primetiti da je rezultat sličan onom koji se dobije prilikommnoženja. Signal na izlazu iz razvodnika2

3 sa sabiračem (negator) se javlja samo ako jei prvi i drugi razvodnik za formiranje ulaznog signala ( X 1 i X 2 ) deaktiviran. U svimostalim slučajevima, kada na sabirač ne stiže nikakav signal, rezultat je izlazni signal iznegatora.

Celokupno razmatranje viđeno kod prethodne funkcije važi i tu, pa se time ne bi ni

bavio podrobnije, već

bi dao samo ono drugo rešenje.Logička šema je znači:

1

y=

121 x x

&

Page 47: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 47/110- 47 -

A funkcionalna šema:

1

1 X

X 1 2 X

X

Da napišemo i ovu istinu:

2121 X X X X ⋅=+

Sve je, nadam se, jasno sa ovih skica pa nekog posebnog objašnjenja i ne iziskujeovaj trenutak. Ipak, treba nešto primetiti, što sam već napominjao u prethodnom

podnaslovu. Naime ako se bolje pogleda funkcionalna šema za rešenje21 X X ⋅ primećujemo neko odstupanje od viđenog rešenja kod množenja (konjukcije). Znači,krenemo sa formiranjem dva signala X 1 i X 2 i automatskom negacijom istih, ponaosob.Dobijene negacije 1 X i 2 X moramo samo pomnožiti. Izlaz pri množenju se javlja samo u prisutnosti oba signala u proizvodu, u ostalim slučajevima ne. Pogledajmo sada kako je torešeno ovde. Razvodnik 2

3 sa sabiračem prima jedan (bilo koji) signal iz proizvoda kaosignal za pneumatsko aktiviranje, a onaj drugi signal iz proizvoda se prevodi prekorazvodnika u redovnoj formi. Eto, ovo je način množenja, koji se najčešće koristi u praksi,a element (razvodnik 2

3 ) koji ovo izvršava se nazivamnožač em.

Da ne bi bilo zabune, moramo malo podrobnije pojasniti logiku množenja.

Page 48: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 48/110- 48 -

X 2

X 1

X X 1 2

Slika 16. Funkcionalna šema množenja sa posebnim množač em

Sa slike 16. se jasno vidi da do izlaza stiže onaj pritisak koji stiže na ulaz množača,dok se drugi “gubi” na aktiviranje množača, pa fizički uopšte ne stiže na izlaz. Ipak, naizlazu dobijamo proizvod dva signala. Kolega/Koleginice, tu Vas molim da dobro prodiskutujte ovo u sebi, jer će Vam umnogome pomoći u shvatanju logike svega štodolazi u nastavku. Znači, na signale X 1 i X 2 ne gledamo više kao na fizičku pojavustrujanja radnog medijuma (sad je to vazduh, no biće to kasnije i ulje), već posmatramotok informacije koji se njime prenosi.

Drugim rečima rečeno, izlazni signal iz množača se ne posmatra više kao vazduh kojistiže iz ovog ili onog razvodnika ili iz izvora, već se gleda šta njegovo prisustvo znači.Ako imamo izlazni signal iz množača, to mora da znači da postoji signal X 1, inače ne bimnožač bio aktiviran, pa ništa ne bi mogao da prođe kroz njega. A sa druge strane i signal X 2 je tu, inače zabadava bi bio tu signal aktiviranja kad ne bi bilo signala koji prolazi ifizički igra ulogu (u obliku vazdušnog mlaza) proizvoda. I konačno, ako smo redovnosvarili ovu logiku, shvatljivo je i to da je sasvim svejedno koji se signal koristi zaaktiviranje množača i koji za provođenje. Zadnje pitanje, koje se postavlja: zašto je ovajnačin množenja bolji i pored potrebe za još jednim razvodnikom. Odgovor je veoma jednostavan: prilikom množenja sa direktnom primenom razvodnika za formiranje ulaznihsignala proizvoda, gubimo ulazne signale ponaosob pa ih više ne možemo koristiti uslučaju da su oni potrebni na nekim drugim mestima. Sa množačem to nije slučaj, ulaznisignali su autonomni i mogu se bilo gde i bilo kad koristiti i pored množenja.

No, ovo ne znači da je ovo uvek bolji način množenja, jer bi onda direktno ovo prikazali kod konjukcije. U onim slučajevima, kada su ulazni signali potrebni za vremeizvršavanja celokupnog zadatka upravljanja celim sistemom samo u obliku njihovog proizvoda, suvišno bi bilo koristiti poseban element za množenje.

Page 49: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 49/110- 49 -

“X OR” funkcija

Evo i zadnje osnovne logičke funkcije. Engleska reč OR znači ILI, a uopštenogledano ovde reč ILI znači da se na izlazu traži pojavljivanje ili jednog ili drugog ulaznogsignala, ali sam bez drugog. Ovo niječisto sabiranje, jer se kod disjunkcije tolerisalo i

pojavljivanje oba signala. Moramo znači zabraniti pojavljivanje jednog ulaznog signala prilikom pojavljivanja drugog i obrnuto, pa ih sabrati. Jednačinom napisano to znači:

212121 X X X X X X IZLAZ ⋅+⋅=⊕=

Logičkom šemom dato:

=1

x y= x +1

1

y=2 x1 x2

11>=&

&

+ x x1 2

Može se reći da je ovo disjunkcija dve inhibicije, odnosno zbir dve zabrane. Postavljase pitanje, kako formirati signal a ujedno i njegovu negaciju? E, pa za ove slučajeve jeizmišljen razvodnik 2

5 i to sa onim ulazom, koji smo razmotrili kao specijalan slučaj( R=0, P=1 i S=0). U ovom slučaju je ujedno formiran i jedan i drugi signal s istimelementom.

Na funkcionalnoj šemi se mogu uočiti svi do sada pomenuti osnovni logički elementi.Imamo identitet u obliku signala X 1 i X 2, negaciju – signali 1 X i 2 X , inhibiciju ikonjukciju u obliku proizvoda 21 X X ⋅ i 21 X X ⋅ , i konačno i disjunkciju u obliku zbira

dve inhibicije ( 2121 X X X X ⋅+⋅ ). Funkcionalna šema rešenja je:

Page 50: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 50/110- 50 -

x

1

y= x +1

1

2

1>=

Slika 17. Funkcionalna šema za X OR funkciju

3.3. Memorijsko koloStigli smo do jednog veoma bitnog, ali zato i prilično teško shvatljivog elementa.

Teškoća u shvatanju potiče iz nepoznavanja konkretnih problema u upravljačkimzadacima jednog pneumatskog sistema u ovoj fazi poznavanja materije. To znači da će poštovanom kolegi/koleginici sve biti kristalno jasno kada budemo u praktičnom zadatku primenili memorijski element. Za sada samo da se upoznamo sa gradnjom memorijskogkola, a bez podrobnijeg objašnjavanja uloge.

Osnovna logička funkcija memorijskog kola je:

Z C S Z ⋅+=dok je logička i funkcionalna šema data na slikama 18 i 19.

&=>1

S C Z

Slika 18. Logi č ka šema memorijskog kola

Page 51: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 51/110- 51 -

S

C &

Z =>1

S C

10

Slika 19. Funkcionalna šema memorijskog kola

U jednostavnijem obliku se ugradnja memorijskog elementa daje u obliku:

C

S

2 A2 E E 1 A1

z z

Pa bi strukturu memorijskog kola mogli dati u obliku kao na slici 20., gde se vidi da je memorijski element u stvari jedan razvodnik 2

5 .

Page 52: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 52/110- 52 -

C

S

2 A2 E

E 1

A1

z zV

Slika 20. Struktura gradnje memorijskog kola

Kao što se vidi sam memorijski element je, znači razvodnik 25 sa opisanim

specijalnim sistemom priključivanja ulaza, što rezultuje dva izlaza, koji su direktnefunkcije stanja razvodnika. U jednom slučaju je izlaz Z (kada je memorija aktivirana,uključena – S et ), a drugi je Z (kada je memorija deaktivirana, isključena, brisana – C lear ). Ovo znači da memorija služi za slanje signala na dva različita »mesta«, u

zavisnosti od potrebe. A koje su te potrebe, biće jasno definisano u kasnijem delu, uzadacima.

Da vidimo sada jedan primer neke logičke funkcije. Bez zadavanja opšte ulogeovakve funkcije da je realizujemo. Blok dijagram (logička šema) funkcije neka bude:

x x x1 2 3

Y 1>&

=>1 x +x2 3

31 x x =&

=>1 x +x1 2

Page 53: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 53/110- 53 -

Kao prvo, moramo formirati signale1 X , 2 X i 3 X . To ćemo učiniti pomoću triidentiteta (razvodnicima2

3 ). Sledeći korak je sabiranje signala 1 X i 2 X (sabirač br. 4na slici 21), kao i signala 2 X i 3 X (sabirač br.1). Za pripremu moramo još pomnožiti isignale 1 X i 3 X (množač br. 2), pa izlazni proizvod se još negira (negator br. 3). Usledećem korakućemo morati pomnožiti izlaz iz 4 i 3 pa taj proizvod sabrati sa izlazom iz1. Konačno, dobijenu vrednost moramo negirati. Ovo zadnje sabiranje i negaciju vršimosa sabiračem br.5 i negatorom ispod njega.

1

x1

x x2

2

x

x3

3 x +2

Y 1

2

3 4

5

x3

x x1 3

x x1 3

x +1 2 x

(x +1 x )2 3 x x1

Slika 21. Strukturna šema logi č ke funkcije

Izlaz smo obeležili sa Y, ali još ne znamo šta je taj izlaz. Da bi i to saznali, moramodati tablicu istinitosti za ovu funkciju i odrediti traženu izlaznu funkciju.

Tablica istinitostiće imati znači tri ulazne i jednu izlaznu kolonu kao i 823 = vrsta.

Tablica je sledećeg izgleda:

Page 54: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 54/110- 54 -

ULAZ IZLAZR.br. X 1 X 2 X 3 Y

1. 0 0 0 12. 0 0 1 03. 0 1 0 04. 0 1 1 05. 1 0 0 06. 1 0 1 07. 1 1 0 08. 1 1 1 0

Ispunjavanje tablice istinitosti sad već zahteva malo više vremena i strpljenja, pa Vamsavetujem da ovo rešenje ne uzimajte zdravo za gotovo, već uradite i Vi sami. Na taj načinsmo došli do zanimljivog rezultata, naime da se gore data funkcija može napisati u veoma jednostavnom obliku:

321 X X X Y ⋅⋅=

Na ovaj način smo pojednostavili zadatak, može se reći da smo isti zadatak rešili samnogo manjim brojem potrebnih elemenata. Ovo se naziva minimizacijom pneumatskogsistema.

Logička šema minimiziranog rešenja je znači:

x1 x2

&

x3

1 x1

x x1 2

& 3 x21 x x

Page 55: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 55/110- 55 -

Dok će strukturna šema viti realizovana sa pomoću samo tri razvodnika 23 na

sledeći način:

1 x2 x x3

x1

x1 2 x x x1 2 3 x

Znači, umesto osam razvodnika koristimo samo tri, da o nepotrebnim sabiračima i negovorimo.

3.4. Vremenski releji (elementi kašnjenja)

Postoje slučajevi, kada je potrebno rešiti sledeći zadatak: treba formirati neki signal,ali pojavljivanje tog signala je potrebno vremenski odložiti u određenoj meri.Jednostavnije rečeno, signal koji smo napravili mora da se javi u sistemu nakon određenogvremena. Tu se mora istaći nešto bitno. Prenos signala u pneumatskom sistemu nije bašidentično sa prenosom u električnim kolima. Tu je naime potrebno određeno vreme dok signal, u vidu pritiska potrebne veličine za aktiviranje nekog elementa, stigne do svogodredišta. Jasnije rečeno, u cevovodu koji spaja mesto formiranja signala sa mestom gdese taj signal koristi za aktiviranje razvodnika koji koristi taj signal, vlada određeni (mali,atmosferski) pritisak. Pojavljivanje signala znači povećanje pritiska, zbog ulazećegvazdušnog mlaza na mestu formiranja. Taj povećani pritisak se širi po cevovodu sve dotledok ne stigne do svog odredišta. Kada stigne do razvodnika, štoće aktivirati pneumatski,mora da se poveća do veličine koja je potrebna za sam akt aktiviranja.

Jasno je znači, da za prenos signala mora da se »čeka« određeno vreme. Dužina togvremenskog intervala prvenstveno zavisi od veličine volumena cevovoda između dva pomenuta mesta (izvor signala – odredište). Normalno, može se desiti da prilikom prenosasignala naiđemo na neku prepreku, recimo prigušni ventil, kojiće dodatno kočiti prenos paće vreme stizanja signala na odredište biti još duže. No, ne treba ovde misliti na nekedugačke vremenske intervale, pošto su dužine cevovoda relativno male (maksimalno sumetri u pitanju) pa se signali prenose za nekoliko stotih do nekoliko desetih delovasekunde.Međutim, kao osnov za razmišljanje, prilikom stvaranja elemenata za »vremenskokašnjenje« ili vremenskih releja, nije naodmet da se sve ovo zna. Znači, ako bi se cevovod produžio recimo na nekoliko desetine metara, prenos signala bi potrajao možda i nekolikosekundi. Za veće dužine – veće kašnjenje, za manje dužine – manje kašnjenje signala. Ako bi se ubacio još i neki prigušni ventil, mogli bičak i regulisati vremensko trajanjekašnjenja. E, o tome se i radi: cilj nam je da budemo u prilici da variramo vreme kašnjenjau funkciji naših želja i potreba. To se radi pomoću ova dva principa:

Page 56: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 56/110- 56 -

povećanjem zapremine za ispunu i prigušivanjem (kočenjem) prenosa.

Povećanje zapremine se ne radi na način koji sam naveo (primer je služiosamo za objašnjavanje principa), već se koriste posebni mali rezervoar čići, koji seugrađuju u pneumatski vod. Suština je ista – povećanje zapremine koja se mora

ispuniti.Pa da vidimo sada vrste kašnjenja. Postoje dva tipa kašnjenja i to:

kašnjenje pri pojavljivanju (uključivanju), kašnjenje pri gašenju (isključivanju) i kombinovano kašnjenje.

a) kašnjenje pri pojavljivanju ( KP t )

Dat je zadatak da se ulazni signal zakoči i da se isti javi kao signal aktiviranja posleodređenog vremena. Ovaj slučaj smo malopre detaljno opisali. Pomoću vremenskogdijagrama bismo ovo mogli dati na sledeći način:

ULAZ

IZLAZ

t 1

Vidimo znači da u trenutku pojavljivanja signala ulaza (stvaranja signalaaktiviranja) se ništa ne dešava u vremenskom intervalu1t . Po isteku tog vremenaće se javiti izlazni signal u obliku signala aktiviranja. Sve ovo rečeno je mnogo jasnije ako se proanalizira sledeća slika br. 22.

Formira se signal pomoću razvodnika 23 pa se uvodi u vremenski relej. Elementse sastoji od jedne prigušnice i paralelno vezanog jednog nepovratnog ventila, sa dodatomdopunskom zapreminom u obliku rezervoar čića. Na kraju kola se postavlja recimorazvodnik 2

5 koji će primiti izlazni signal iz releja (po isteku vremena1t ) i nakonaktiviranja propustiti kroz sebe izlazni signal iz kola.

Page 57: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 57/110- 57 -

ulaznog signala

Prigušnica

Nepovratniventil

Zapremina

Razvodnik izlaznog signala

Slika 22. Funkcionalna šema elementa kašnjenja pri pojavljivanju

Ulogu razvodnika 25 mogli bi dati i jednom jednostavnijem razvodniku2

3 . Naovom razvodniku se i da razumeti potreba za određenom veličinom pritiska. Naime, da bise pobedila sila u opruzi (monostabilni razvodnik 2

5 ), itekako je potreban određeni pritisak. Inače simbol za ovakvu vrstu kašnjenja je sledeća:

IZLAZ=

ULAZ

(ULAZ) KP

t 0 IZLAZ

Uloga prigušnice i dodatne zapremine je sad već obješnjena, ostaje da se objasniuloga nepovratnog ventila. Ako se bolje pogleda vremenski dijagram uključenja,

primećuje se potreba za istovremenim gašenjem izlaznog signala sa ulaznim. Drugimrečima, kada se taster ulaza otpusti, trenutačno mora i razvodnik 25 da se isključi. To

možemo postići samo na taj način ako vazduhu u delu cevovoda između prigušnice irazvodnika 2

5 damo mogućnostozrač ivanja(izlaska u atmosferu) velikom brzinom. Akoznači vazduh mora i pri povratku da prođe kroz prigušnicu, opetće morati da prođeodređeno vreme do smanjenja pritiska i isključenja razvodnika 2

5 . Ako pak postavimonepovratni ventil paralelno sa prigušnicom, problem smo rešili. Nepovratni ventilće pri

Page 58: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 58/110- 58 -

uključenju uterati vazduh u prigušnicu, a pri isključenjuće vazdušni mlaz moći bez otporada izađe iz sistema (ozračivanje na ulaznom tasteru).

b) kašnjenje pri gašenju ( KGt )

Nakon malopređašnjeg podrobnog objašnjavanja,čini mi se da je suvišno posebnodefinisati princip gradnje vremenskog releja za kašnjenje pri gašenju. Samo da damovremenski dijagram zadatka, funkcionalnu šemu i simbol elementa.

Vremenski dijagram je:

ULAZ

IZLAZ t 2

Funkcionalna šema je:

ULAZ

IZLAZ

Slika 23. Funkcionalna šema elementa kašnjenja pri gašenju

A simbol:

IZLAZ=

ULAZ

(ULAZ)

0 t IZLAZ

KG

Page 59: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 59/110- 59 -

Ništa novo, znači okrenuli smo samo nepovratni ventil i samim tim okrenuli ilogiku razmišljanja. Ono što je malopre važilo za ulaz, sada važi za izlaz vazdušnogmlaza, i obratno.

c) kombinovano kašnjenje

Konačno se postavlja zadatak, gde je potrebno uvesti kašnjenje i pri pojavljivanju i pri gašenju ulaznog signala. Vremenski dijagram koji prikazuje ovaj slučaj je dat nasledećoj skici:

IZLAZ

ULAZ t 21t

Mogu se postaviti dva različita zahteva: 1) kašnjenje pri pojavljivanju (t 1) ikašnjenje pri gašenju (t 2) su različiti. U ovom slučaju ćemo koristiti dva vremenska releja,i to redno vezano kao što se vidi na slici 24.

ULAZ

IZLAZ

Slika 24. Funkcionalna šema vremenskog releja kombinovanog kašnjenja sarazli č itim vremenima

Page 60: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 60/110- 60 -

Tu se prvi element koristi za kašnjenje pri pojavljivanju dok je drugi u funkcijikašnjenja pri gašenju. A ako se traži vremenski istovetno kašnjenje, dovoljno je izbacitinepovratne ventile i jedan prigušnik i problem je rešen.

ULAZ

IZLAZ

Slika 25. Funkcionalna šema vremenskog releja kombinovanog kašnjenja sa jednakim vremenima

Ovo drugo rešenje sa 21 t t = se čini jednostavnijim, što je i tačno, međutim ako seuvede ovakav tip kombinovanog kašnjenja to je i konačno rešenje. Kasnije se ne moženišta promeniti, sem vremena kašnjenja. Ako se pak koriste posebni elementi za raznakašnjenja, pomoću kojih se isto mogu postići vremenski istovetna kašnjenja, bilo kad semože promeniti bilo koji od njih, ako se javi potreba za tim.

Primenu vremenskih relejaćemo kasnije videti kod primera sastavljanjaupravljačkih kola sistema izvršnih organa, sadaćemo dati samo jedan primer, koji sekoristi takođe prilično često u slučaju kada se traži tzv.skok na poč etku.

Dijagram takve funkcije je dat na sledećoj skici:

IZLAZ= SKOK (P)

IZLAZ ULAZ t 1

Page 61: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 61/110- 61 -

ili simbolom:

ULAZ IZLAZ

Zanimljiv zadatak, jel ,da? Za rešenjećemo prvo podrobnije pogledati vremenskidijagram. Što se tiče pojavljivanja izlaza,čini se da nema nikakvih problema. Izlaz nek se javi bez kašnjenja, zajedno sa ulaznim signalom. Ali kako da se reši isključenje, uz aktivniulaz, posle izvesnog vremena, koja može da bude i veoma kratka, a uopšteno mora da bude regulabilna.

Rešenjećemo prvo pokazati, odnosno izvesti pomoću vremenskih dijagrama:

t 1ULAZ

t 1

1

0

0

1

0

1

0

1

(ULAZ) KP

(ULAZ) KP

ULAZ (ULAZ) KP

I II

Znači, na osnovu ulaznog signala napravimo izlazni signal sa kašnjenjem na pojavljivanju. Ovaj izlazni signal invertujemo, znači negiramo i pomnožimo sa samimulaznim signalom. Rezultat proizvoda ulaza i negacije izlaza sa kašnjenjemće dati traženiskok na početku. Kraće bismo ovo mogli napisati kao:

KP P )ULAZ ( ULAZ SKOK ⋅=

Ako se uključeno stanje obeleži sa 1, a isključeno sa 0, ondaće proizvod stanjalevo od vremenskog trenutka I biti 010 =⋅ . U intervalu vremena I – II proizvod je

111 =⋅ , a nakon toga sledi 001 =⋅ . Znači, izlazni signal je »uključen« samo u intervalu I – II. Dužinu tog vremenskog intervala možemo varirati pomoću elementa kašnjenja.

Ono što smo rečima opisali da nacrtamo pomoću logičke šeme:

Page 62: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 62/110- 62 -

&

1t 0

ULAZ

SKOK(P)

Slika 26. pokazuje strukturu rešenja:

&ULAZ

SKOK (P)

Slika 26. Struktura rešenja zadatka

Ili, mogli bi koristiti i kraći postupak, gde bi ulazni signal direktno preveli prekonegatora a signalom iz releja bi aktivirali taj negator nakon traženog vremenat 1. Ovakvo

rešenje se prilično često koristi u praksi za »merenje kratkih vremenskih intervala«, a jedan konkretan primer ćemo dati na samom kraju ove skripte. Ovo rešenje bi izgledaloovako:

ULAZ SKOK (P)

Page 63: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 63/110- 63 -

Čiji je simbol:

Za vežbanje skokovitih funkcija da rešimo sada i sledeći zadatak:

IZLAZ 1

0

0ULAZ

1

t

Traži se znači skok u trenutku isključenja ulaznog signala (otpuštanja tasteraulaza), a za sve vreme postojanja ulaznog signala ne sme ništa da se desi. Ovo je možda još zanimljivije. Rešenje neću tako podrobno definisati, samoću dati dijagramski,logičkom šemom i funkcionalnom šemom.

Dijagram redosleda razmišljanja bi bila:

(ULAZ)

(ULAZ)

KG

KG1

1

0

0

1

ULAZ 1

0

ULAZ

0

SKOK (G)0

1 t

Page 64: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 64/110- 64 -

Formula rešenja je, znači:

KGG )ULAZ ( ULAZ SKOK ⋅=

Logička šemaće biti:

1

1t 0

&

ULAZ

SKOK (G)

to jest:

1Funkcionalna šema je znači veoma jednostavna:

ULAZ

SKOK (G)

Page 65: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 65/110- 65 -

4. Upravljanje cilindrima

Cilindri su pneumatski linearni motori, koji se u sistemima koriste kao izvršniorgani. Njihova je jedina uloga, da pretvore energiju pritiska komprimovanog vazduha ukretanje klipa i nadovezane klipnjače, i tako izvrše fizički rad.

Po konstrukciji, postoji dva tipa cilindra: jednosmernii dvosmerni.Jednosmerni cilindar

Jednosmerni se aktiviraju dejstvom pritiska samo sa jedne strane (sa stranecilindrične zapremine), dok se povratno kretanje obavlja pod dejstvom ugrađene opruge ili jednostavno, dejstvom spoljnje sile (recimo, kod cilindara za dizanje tereta, prilikomispuštanja vazduha iz cilindrične zapremine, teret i sopstvena težina klipa sa klpinjačomvrše istiskivanje vazduha i vraćanje klipa u zadnju poziciju).Za upravljanje jednosmernimcilindrom se koriste razvodnici tipa2

3 , koji mogu bitinormalno otvoreni»NO« i

normalno zatvoreni»NZ«. Funkciju normalno otvorenog razvodnik tipa23 obavljalogički element »DA«, dok kod normalno zatvorenog imamo element »NE« (videti sliku27.)

Jednosmerni "NZ"

Jednosmerni "NO"

Slika 27. Jednosmerni cilindar »NO« i »NZ« tipa

Na slici 27. je prikazano ručno aktiviranje cilindra. Oni se mogu aktivirati i pomoću pritiska (tzv. indirektnim upravljanjem). To pokazuje sledeća slika.

Page 66: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 66/110- 66 -

Jednosmerni "NZ"

1 2

312

3

Jednosmerni "NO" 3

21

&1

2

Slika 28. Indirektno aktiviranje cilindra pomoć u pritiska

Na slici su dati i simbolo za skrećeno obeležavanje. Ovakvo indirektno aktiviranjedaje mogućnost korišćenja raznih pritisaka za upravljanje i za pogon cilindra. To je veoma povoljna okolnost, pošto je za upravljanje dovoljan i veoma niski pritisak, paće elementitrajati mnogo duže uz male gabarite (jeftiniji su), a za sam pogon možemo koristiti iveoma visoke pritiske, bez obzira na upravljački sistem. U tom slučaju razvodnik cilindraima zasebni izvor, a ne kao na slici.

Brzina kretanja cilindra se može podešavati ugradnjom jednog elementa, koji ličina element kašnjenja, a uloga mu je prigušivanje, a samim tim i podešavanje brzine priizvlačenju ili pri uvlačenju. Slika 29. pokazuje ove dve mogućnosti.

Page 67: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 67/110- 67 -

U izvlacenju

2 bar 6 bar

+

- t t t 1 2 3

2 bar

+

-

6 bar

Pri uvlacenju

1t 2t t 3

Slika 29. Regulacija brzine kretanja klipnjač e cilindra

Prilikom uvlačenja može da se desi, da protekne određeno vreme od izdavanjanaredbe za uvlačenje, do trenutka počinjanja tog kretanja. U tom slučaju se uvodi tzv. brzoozračivanje. Princip je jednostavan i dat na slici 30.

Na slici se možemo upoznati sa novim elementom, koji se zove prigušnik. Nemojmo mešati ovaj element sa prigušnicom, jer nemaju ništa zajedničko. Radi se oakustičkom prigušniku, koji radi na principu smanjenja kinetičke energije izlazećevazdušne struje, tako smanjujući buku (šištanje). To je veoma bitan pneumatski element,ako se zna da u jednom pogonu mogu da budu prisutni na desetine ovakvih priključaka zaozračivanje. Radni uslovi jednog pogona zavise umnogome i od prisutne buke. A zavisoke pritiske važi pravilo: ozračivanje se mora vršiti preko prigušivača, inače bi buka bila prevelika.

Page 68: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 68/110- 68 -

Bez brzog ozracivaca

2 bara 6 bara

6 bara2 baraSa brzim ozracivanjem

Brzi ozracivac

Slika 30. Primena »brzog ozrač ivanja«

Dvosmerni cilindar

Za razliku od jednosmernog, kod dvosmernih cilindara se posebno mora izdatinalog za uvlačenje klipnjače. Upravljanje se obavlja isključivo razvodnicima tipa 2

4 ili

25

. Na dva izlaza A i B razvodnika24

ili 25

su uvek suprotni signali: ako je jedanspojen sa izvorom, drugi je spojen sa atmosferom. Stoga se ovi razvodnici mogu smatratikombinacijom jednog »NO« i jednog »NZ« razvodnika tipa2

3 .Sledeće dve slike pokazuju upravljanje cilindrom dvosmernog dejstva pomoću

monostabilnog i bistabilnog razvodnika.

Page 69: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 69/110- 69 -

6 bara x

A B

Slika 31. Upravljanje monostabilnim razvodnikom24

Da bi cilindar bio izvučen, potrebno je celo vreme držati ručicu »X« pritisnutu, ačim se ona pusti cilindar se uvlači, bez obzira u kom se položaju nalazi klipnjača (da li seskroz izvukla, ili se baš izvlači).

A

6 bara

B

A+ A-

2 bara 2 bara

Slika 32. Upravljanje bistabilnim razvodnikom24

Kod bistabilnih razvodnika nije potrebno stalno vreme pritiskati dugme, dovoljan je i samo jedan kratkotrajni pritisak, paće se klipnjača izvući i ostati u tom položaju svedok se ne da naredba za suprotno kretanje. I kod ovog načina upravljanja postojimogućnost trenutnog prekida aktuelnog, i aktiviranje suprotnosmernog kretanja.

Napajanje cilindra se može rešiti i razvodnicima tipa25 . Princip rada je apsolutno

isti kao i kod razvodnika24 , sa malom razlikom u mogućnostima upravljanja.

Page 70: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 70/110- 70 -

Aizvlacenje

MONOSTABILNI

BISTABILNI

A+izvlacenje

uvlacenje A-

Slika 33. Napajanje cilindara preko razvodnika25

Zašto se razvodnici 25 koriste češće u pneumatici, za napajanje cilindara?

Odgovor je sledeći: Na ovom razvodniku imamo dva posebna izvoda (ozračivača), koji suvezani jedan za cilindričnu a jedan za prstenastu zapreminu (pogledajte sliku 34.).

Na te izvodne priključke se postavi po jedna podešljiva prigušnica, pomoću koje semože regulisati brzina izlazne vazdušne struje, a samim tim i brzina kretanja klipa ucilindru. Sa razvodnikom2

4 takođe smo imali tu mogućnost prigušivanja izlazne struje,ali je i pri izvlačenju i pri uvlačenju uvek isti priključak služio za ozračivanje. To nam nijeomogućavao regulisanje posebnih brzina za razne hodove (radni i povratni), pa se možesmatrati manje fleksibilnim rešenjem.

Page 71: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 71/110- 71 -

A+

2 bara6 bara

A-

2 barabrzinauvlacenja

brzinaizvlacenja

uvlacenjeizvlacenje

Slika 34. Upravljanje dvobrzinskim cilindrom

A ako smo već kod brzina kretanja klipnjače, da pokažemo još jedno, u praksiveoma široko primenjivano, rešenje regulacije brzine. Zamislimo sada jednu mašinu za bušenje sa pneumatskim pogonom. Tu se misli na pogon pomoćnog kretanja, znači natranslaciju vrha burgije. Glava se postavi na kraj klipnjače, dok će pogon glavnog kretanja biti rešeno električno. Kako izgleda tok jednog bušenja? Kretanje alata se izvodi u tri faze:1) brzo primicanje radnom predmetu; 2) sporo kretanje pri obradi otvora (posmak); 3)odmicanje alata od zone obrade (najveća brzina). To bi mogli prikazati sledećimdijagramom:

a

a

abrzo

, sporo

Mesta, obeležena saa i a su krajnji položaji, dok jea′ položaj gde se morauključiti posmak za obradu. Na tim mestima se postave tzv. krajnji razvodnici tipa2

3 i

još dva razvodnika 25 , kako je to dato na slici 35.

Page 72: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 72/110- 72 -

brzo sporo

START

a a a ,

aa ,a

6 4

357

8 1

6 4

58 1

Slika 35. Šema upravljanja trobrzinskim cilindrom

Sa funkcionalne šeme se da shvatiti da je uloga razvodnika25 , odmah pored

cilindra, ona klasična, znači napajanje, dok druga igra ulogu »menjača brzine«. Menjač seuključuje u prvu brzinu (primicanje alata predmetu) pomoću signala iz START tastera, a preko krajnjeg prekidača stanjaa , dok se u drugu (brzinu posmaka pri bušenju) prebacujerazvodnikom stanjaa′ . Krajnji prekidač a nam služi samo za vađenje burgije iz izrađenogotvora, i vraćanje u početnu poziciju. A pri tome se ozračivanje vrši preko upravljačkograzvodnika cilindra sa trećom brzinom, koja nam rezultuje brzinom odmicanja – treća brzina.

Ovaj zadatak je već, u neku ruku, praktični primer, no za sada još nismo tolikonaučili da bi se mogli baviti nekim složenijim problemima, pa da se vratimo izučavanjuosnove. Nadgradnju, u obliku konkretnih primera rešenja svakodnevnih problemaćemo

videti na kraju ovog kursa.

Page 73: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 73/110- 73 -

5. Sinteza pneumatskih automata

Pošto smo se upoznali sa svim osnovnim elementima i logičkim funkcijama, došlo je vreme da se pozabavimo njihovim korišćenjem. Sastavićemo ih u jedan sistem kojićesamostalno izvršavati predviđene zadatke, može se reći automatski, paće se oni nazivatiautomatima. A sastavljanje se kaže još i sinteza, pa je sad značenje naslova u potpunostirazjašnjeno. U osnovi postoje dve vrste pneumatskih automata:

kombinacioni i sekvencijalni.

Šta je razlika među njima, biće jasno na kraju ovog poglavlja. Krenimo redom iupoznajmo se sa gradnjom kombinacionih automata.

5.1. Sinteza pneumatskih kombinacionih automata

Kao što je poznato, konačnim automatom se u teoriji smatra uređaj, koji imakonačan broj ulaznih veličina, odn. promenljivih i svakoj kombinaciji ulaznih promenljivih odgovara jedan izlaz.

Ako jednoj istoj kombinaciji ulaznih signala odgovara uvek isti izlaz, kaže se da postoji jednoznačno preslikavanje ulaza na izlaz. Takav se automat naziva kombinacionimautomatom ili automatom bez memorije. Određena kombinacija ulaznih odnosno izlaznihsignala daje ulazna slova X i izlazna slovaY , gde je:

) y................... y , y , y( Y

) x................... x , x , x( X

n321 j

n321i

=

=

Preslikavanje ulaznih slova u izlazne se može prikazati slikom 36. Kombinacioniautomat se realizuje pomoću logičkih kola tj. logičkih mreža, koje su u opštem slučajutipa (n, m) tj. imajun ulaznih imizlaznih kanala, pričemu je, saglasno sa slikom 36, svakiizlaz funkcionalno vezan za sve

x

x x x

x2 y2

3

n m y

11 y11

Slika 36. Preslikavanje ulaza u izlaze

Page 74: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 74/110- 74 -

ulaze, pa se može napisati:

) x................... x , x , x( f Y ...................................................

) x................... x , x , x( f Y ) x................... x , x , x( f Y

n321mm

n32122

n32111

=

==

Kao što smo i u dosadašnjim razmatranjima koristili, ulazće u našem slučajuvećinom biti signal od ručnog tastera ili krajnjih prekidača, koje klipna poluga aktivira usvom »plus« položaju (izvučeno stanje) odnosno »minus« položaju (uvučeno stanje) – (biće razjašnjeno kod zadatka). Izlaz, koji je posledica ovog ulaza, jeste u pneumaticimahom kretanje nekog cilindra. Sinteza logičkog automata kombinacionog tipa nalažerešavanje logičkih funkcija tipa (n, m). Rezultat su analitički izrazi, koji daju uslove, da bise dati sistem kretao na željeni način. Drugim rečima, potrebno je, na osnovu poznavanjakombinacije ulaznih promenljivih dobiti izlaz u funkciji ulaza, dakle izvršiti genezufunkcije. Da bi se dobila ova funkcija, treba da se raspolaže tablicom istinitosti (tablicomstanja), koja u slučaju »n« ulaznih promenljivih ima 2n vrsta, jer je toliki i broj mogućihkombinacija. Tablica stanja se dobija na osnovu zahteva konkretne tehničke problematike.Ovdeće se često desiti, da se izvesne ulazne kombinacije uopšte ne pojavljuju, što se uBulovoj algebri tretira kao nepotpuna logička funkcija. Kod ovih se funkcija razlikuju tristanja: obaveznasu ona, gde izlaz ima vrednost1, zabranjena su ona, gde izlaz imavrednost0, dok suneodređ ena ona stanja za koje izlaz može biti bilo0, bilo1.

Neodređena stanja nastaju i usled toga, što je (predpostavljajući samo po jedno plus – minus kretanje svakog cilindra unutar jednog ciklusa), broj fazan2 ⋅ a broj mogućihkombinacija2n . Što je n veći, biće veća i razlika2n-2n ,kao što se vidi iz sledećeg pregleda:

n 2n 2n razlika2 4 4 03 8 6 24 16 8 85 32 10 226 64 12 52

......... ........... ........... ...........9 512 18 49410 1024 20 1004

Postupak geneze koji najbrže dovodi do rezultata je tzv. Veitch-Karnaugh-ovakarta ili mapa, paće se ona najviše koristiti pri sistematskom rešavanju zadataka sinteze.

Da vidimo jedan jednostavan primer. Pneumatski sistem se sastoji od dva cilindra,čiji redosled kretanja u jednom ciklusu je dat sledećim ciklogramom (kinematskimdijagramom):

Page 75: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 75/110- 75 -

ba

A-

B-

ca A +(m)

+ B

+c

C +

C -

&

&

Samo u nekoliko reči da definišemo svojstva ovog ciklograma. Ciklogram sesastoji od onoliko dijagrama kretanja koliko je cilindara u sistemu. Vodoravno nadijagramu imamo dva moguća položaja, npr.a i a . To su položaji cilindra A uisključenom (uvučenom) stanju i u uključenom (izvučenom) stanju. Sama linijaciklograma pokazuje kretanje između tih stanja. Kosa linija znači kretanje, dok u slučajuvodoravnosti linije kretanja nema. Dijagrami su podeljeni uspravnim linijama na faze(taktove), počev od 1 pa do zadnje (u ovom primeru 5) koja je uvek ista kao i prva, poštona kraju ciklusa svi elementi sistema se moraju naći u početnom položaju ciklusa. Ova podela na faze ima određeni vremenski karakter, ali ne u onom smislu u kojem smonavikli da je shvatamo, već u smislu vremenskog rasporeda pokreta. To znači, dužina

jednog takta ili faze se ne može očitati sa ciklograma, samo to šta se dešava u konkretnojfazi i kako slede faze jedna za drugom. Baš zbog toga nema ni smisla crtati faze različitihdužina, pa su faze po dužini jednaka na ciklogramima.

Za konkretan zadatak se može sastaviti tabela sa ulaznim stanjima i sa izlazima.

Faza Ulazni signal Inicir. Izlazslovima brojčano dec. ekv. signal

1 ba 00 0 b + A2 ba 10 2 a + B

3 ab 11 3 b

− A4 ba 01 1 a − B

Tabela pokazuje u pojedinim fazama kombinacije ulaznih signala u vidukombinacija slova ili brojeva. Pri tome se po dogovoru negacija obeležava nulom dok afirmaciju obeležavamo jedinicom. Decimalni ekvivalent (»vrednost«) kombinacijeulaznog signala je takođe data u tabeli. Kao što se vidi, svaka faza ima drugi decimalniekvivalent za ulazni signal, tj. signali svih faza se razlikuju međusobno. Decimalni

Page 76: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 76/110- 76 -

ekvivalent se dobija kao zbir vrednosti ulaznih promenljivih, sa sledećim vrednostima:0ba == ; b=1; a=2 . Traženi izlaz se vidi u poslednjoj koloni tabele. Kako nema

ponavljanja kombinacija ulaznih signala, toće jednoj te istoj kombinaciji ovih signalaodgovarati uvek isti izlaz, pa se radiznači o kombinacionom sistemu. Za njega je dovoljno, da se npr. konjuktivno vežu ulaznisignali a i b , pa da se proizvod dovede na onu stranu klipnog razvodnika, koji inicirakretanje + A . Na isti način bi se suprotni signal u vidu proizvoda »ba ⋅ « doveo nasuprotnu stranu klipnog razvodnika, itd. Prema tome, trebalo bi izraze formirati na osnovusledeće kombinacije ulaznih signala:

Faza Izlaz Ulaz1. A+

ba ⋅2. B+

ba ⋅3. A- ba ⋅4. B-

ba ⋅

Postavlja se međutim pitanje, da li se naprimer izlaz B+ mora ostvariti jedinokombinacijom ba ⋅ , ili bi se taj izraz mogao uprostiti. Radi dobijanja odgovora na ovofundamentalno pitanje dovoljno je posmatrati sam ciklogram. Kretanje B+ pod uticajemsignala ba ⋅ =1 0 formira se u 2. fazi. Tada taj signal mora da bude prisutan. On se vodido razvodnika cilindra B i prebacuje klip razvodnika u položaj, koji uslovljava distribucijuvazduha ka cilindru B radi njegovog »plus« kretanja (radnog hoda izvlačenja klipnjače).Postavlja se međutim pitanje, da li bi ovaj isti signal smeo da deluje i u sledećoj, trećojfazi. Posmatrajući dijagram vidimo, da u trećoj fazi cilindar B ostaje u plusu. Prema tome,signal ba ⋅ , koji je cilindar doveo u plus, može da se ukloni tj. isčezne poštoće bistabilniklipni razvodnik ionako ostati u svojoj poziciji (ovo se zove memorijskim karakteromrazvodnika).

Klip razvodnika, znači neće ni po prestanku dejstva signalaba ⋅ da se vrati u svojraniji položaj. Dovoljan je dakle samo jedankratkotrajni signal ba ⋅ . Međutim, nemanikakve prepreke, da taj signal deluje i dalje (za ovo se kažemože ali ne mora). U pogledurazvodnika, prisustvo signala npr. još i u 3. fazi nije ni korisno ni štetno. Taj signal možeda ostane prisutan sve do nailaska 4. faze, kada treba cilindar B vratiti. Stoga na suprotnočelo klipa deluje signal ba ⋅ , koji uslovljava kretanje B-. Da bi međutim ovaj signalmogao neometano da deluje, potrebno je, da se ukloni njemu suprotan signalba ⋅ , koji jeiniciran još u 2. fazi, ali je smeo biti prisutan i u 3. fazi.

Ukratko, neki signal za iniciranje nekog kretanjamora biti prisutan u onoj fazi, ukojoj se to kretanje inicira, amože ali ne morabiti prisutan u svim ostalim fazama svedotle, dok se ne pojavi potreba za iniciranjem suprotnog kretanja. Uduhu ovog razmatranja da sastavimo jednu tabelu, radi celovitog pregleda svih mogućihsignala i potreba za njima u raznim taktovima (fazama).

Na osnovu ovog pregleda sačiniće se za svaki izlaz ponaosob po jedna V-K mapa,gde će se faza u kojoj je signal obavezno prisutan obeležiti sa 1, faza u kojoj ne sme prisustvovati sa 0, dok u fazi ili fazama gde može ali ne mora biti prisutan, znači uneodređenim fazama se obeležava saφ ili sa povlakom tj. crticom (» - «). Mićemokoristiti ovo drugo – crticu.

Page 77: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 77/110- 77 -

Faza Izlaz Ulaz

Prisutnostsignala

obavezan»1«

Signalmože aline mora

biti prisutan

Signal nesme biti prisutan

»0«

1. A+ ba ⋅ 1. 2. 3. i 4.2. B+

ba ⋅ 2. 3. 4. i 1.3. A- ba ⋅ 3. 4. 1. i 2.4. B-

ba ⋅ 4. 1. 2. i 3.

Kao što se vidi, signal za + A deluje u 1. fazi obavezno, a u drugoj povolji. Prvojfazi odgovara kombinacija ulaznih signalaba ⋅ , dok je signal u drugoj fazi ba ⋅ . Stoga je:

b )aa( bbaba A =+⋅=⋅+⋅=+

analogno važi

a )bb( ababa Bb )aa( bbaba Aa )bb( ababa B

=+⋅=⋅+⋅==+⋅=⋅+⋅==+⋅=⋅+⋅=

+

Eto, tu su dobijeni inicirajući signali, koji su navedeni u prvoj tablici za ovajzadatak. Sada upravo izlazi na videlo smisao ranijeg pitanja: dokle sme signal da deluje?Što god se naime veći broj susednih polja obuhvati u jednoj V-K mapi, dobija se izraz samanje varijabli, dakle prostiji izraz. U našem slučaju smo pored obaveznog polja za svakiizlaz obuhvatili i polje sa neodređenim stanjem.

U složenijim slučajevima, kada broj polja sa neodređenim stanjem postane velik,neće se ona sva morati uzeti u obzir (obuhvatiti), već samo onoliko njih, koliko ide u prilog uprošćavanja izraza.. Pri tome broj obuhvaćenih polja može biti uvek neki stepenod broja 2, ili drugačije 2k , dakle 1, 2, 4, 8, 16, itd. Očigledno je npr. u slučaju sistema sa10 cilindara, daće V-K mapa imati 210 =1024 polja, od kojih je samo njih 20 zauzeto(predpostavka: svaki cilindar izvodi samo jednom svoje kretanje unutar ciklusa). Tada bise imalo 1024- 20=1004 slobodnih polja. Ona se ne moraju sva koristiti, ako se time izrazne uprošćava. Moramo znači primetiti, da postoje dve vrste polja sa neodređenim stanjem.Jedna grupa njih su polja, koja uopšte nisu zauzeta (to je u našem primeru 1004 polja). Unjima svaki izlaz (i to baš svaki ) sme da bude po volji 1 ili 0, jer se te kombinacije nikadane javljaju. Druga grupa su polja, koja su zauzeta, ali u kojima izlaz ipak može biti povolji 1 ili 0. Tu ulaze sva zauzeta polja odmah iza onoga, u kome se inicirao nekiizlaz, pa sve do onog polja, u kome se inicira suprotan izlaz. Ako se npr. A+ inicira u prvom polju, a u ostalima redom ostala kretanja, npr.:

Page 78: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 78/110- 78 -

Polje Kretanja1 A+

2 B+

3 B-

4 C+

5 C-

6 A-

Signal A+ obavezno mora biti A+=1 u 1. polju, dok u poljima 2., 3., 4., 5. može biti bilo 1 bilo 0. Kojaće se vrednost uzeti, zavisi od mogućnosti uključivanja tog polja u skupod više susednih polja. Razume se, u polju 6. ne sme biti A+=1 jer tamo već delujesuprotan izlaz A-.

Zaključak: pri vrednovanju V-K mape radi dobijanja izraza za izlaz u funkcijiulaznih varijabli, teži se da se kombinacija ulaznih varijabli uprosti smanjivanjem broja promenljivih, koje ulaze u taj izraz. Pri dobijanju ovog izraza se u V-K mapimoraobuhvatiti ono polje, u kojem se to kretanje inicira (gde stoji jedinica),ne sme seobuhvatiti skup polja u kojima stoji nula, a po volji se obuhvata potreban broj polja saneodređenim stanjem. Ta polja moraju biti susedna onom polju sa jedinicom, jer samotako dobijamo prostiji izraz.

Pa da vidimo konkretne V-K mape za naš slučaj sa dva cilindra. One znači imajuukupno 22=4 polja:

B-=ab+ab=a A-=ab+ab=b

B+=ab+ab=a A+=ab+ab=b

0b

b -

a0

1

a

b 1

b 0

a-

0

a

b

b

- 0

1 0

a a

b

b

0 1

0 -

a a

Slika 37. V-K mape za određ ivanje Inicirajuć ih Signala (IS)

Pri prelazu iz polja u polje kretali smo se iz faze u fazu. Ova polja su međusobnosusedna a i faze su susedne (i njih ječetiri, kao i polja), tj. razlikuju se međusobno samo u pogledu stanja jedne promenljive.Ona promenljiva, koja menja svoje stanje u odnosu nakombinaciju signala ranije faze, zove se inicirajućim signalom, kojićemo obeležavati saIS. Kao što se vrednovanjem naših V-K mapa vidi, izrazi za izlaz u pojedinim fazamaupravo su identični sa IS. U složenijim slučajevima se takođe u svakom izrazu za izlazmora naći IS, ali ne samo on, već mahom u konjukciji sa nekim drugim ulaznimvarijablama. No to je već malo teži problem, štoćemo odmah prikazati na jednom primerusa tri cilidra. Pre toga da vidimo samo kako smo se kretali po V-K mapi prilikom šetnje iz

Page 79: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 79/110- 79 -

faze u fazu. Nije naodmet da se »maršruta« te šetnje uvek nacrta pre početka vrednovanja iodređivanja IS.

b A+

b

a a

B+

A- B-

1 2

34

Slika 38. V-K mapa sa redosledom polja po fazama

Na osnovu dosad dobijenih podataka možemo pristupiti realizaciji rezultata rada,što znači izradu logičke i strukturne šeme sistema upravljanja sa izvršnim organima.

Logička šema nam služi i sada za pojednostavljenje izrade strukturne šeme, paćemo početi s njom. Prvo je pitanje: koji izrazi su potrebni za formiranje IS-ova? Odgovor je: b za A+; a za B+; b za A- i a za B-. Znači, oni moraju svi figurisati i u logičkoj šemi.

ba

A-

B-

ba A +(m)

+ B+

Slika 39. Logi č ka šema sistema upravljanja

U logičkoj šemi, znači figuriše sve što je relevantno za sastavljanje strukturnešeme. Vidi se tačno koji se izraz, u obliku IS mora odvesti na klipni razvodnik kojegcilindra i na koju stranu, kao i to gde treba da se postavi taster za pokretanje ciklusa. Tomesto je, normalno ono gde se ciklus počinje. U našem slučaju je to pokret A+, koji seinicira izrazomb , pa ćemo taj vod preseći pomoću razvodnika 2

2 i obeležiti ga slovom(m).

Page 80: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 80/110- 80 -

Izgled strukturne šemeće biti:

Cilindar B

Cilindar A

B+

A+

b B-

b b

b

a

A-

a a

a

m

izvor cilindara(pritisak izv. organa)

izvor log. kola(pritisak upravljanja)

Slika 40. Strukturna šema pneumatskog sistema

Strukturnu šemu je najlakše sastaviti na sledeći način:Prvo se nacrtaju cilindri (A i B), sa propratnim klipnim razvodnicima tipa2

5 .

Zatim slede razvodnici tipa23 za određivanje položaja klipnjače (razvodnici krajnjih

položaja), koji daju signalea i a , itd. Oni se mogu nacrtati u stvarnim svojim pozicijamagde će se moraju naći u stvarnoj izvedbi sistema, znači razvodnik uvučenog položaja npr.a će biti odmah iza cilindra A, dok će razvodnik položajaa (izvučeno stanje cilindra A)

biti na onom mestu gdeće kraj ljipnjače dospeti u trenutku krajnjeg izvučenog stanja. Naslici 31. je baš taj princip korišćen za predstavljanje sistema upravljanja, no može se videtida je crtež prilično pretrpan, možda i nejasan eventualno nepregledan. Da bi izbegli ove problemečesto se koristi crtanje krajnjih prekidača (razvodnika) na delu crteža gde imamoviše mesta pa se fino ti razvodnici obeleže svojim izlaznim signalima i sve je jasno.

Postoji jedno nepisano pravilo po kojem se cilindar crta u međupoložaju, tj. u položaju sredine hoda između dva krajnja stanja. Istina, na osnovu toga nećemo moćiodrediti, da li se radi o toku izvlačenja ili uvlačenja, ali to nije ni bitno. Ionako se ovešeme gledaju kinematskim pristupom, što znači mi moramo u mislima pomerati elemente i

Page 81: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 81/110- 81 -

posmatrati tok radnog medija. Takoćemo i sve postojeće razvodnike crtati u rasterećenomstanju opruge, ako se radi o monostabilnim razvodnicima, dok kod bistabilnih je položaj proizvoljan. Recimo to važi i za klipne razvodnike za upravljanje cilindrima.

Kada su svi elementi, potrebni za pneumatski sistem navedeni na crtežu (cilindri irazvodnici), prelazimo na njihovo povezivanje. Linije, kojećemo sada nacrtati, ustvarnosti znače cevi. Pri crtanju moramo da se trudimo da nam crtež ostane pregledan,

lako shvatljiv i jednoznačan. Baš zbog te jednoznačnosti se koriste mala premoš ć avanjau slučaju kada se dve cevi prekrštavaju na šemi, a u stvarnosti nemaju nikakvu vezu. Akose pak neka cev račva ili se i u stvarnosti prekrštavaju više cevi, obavezno moramokoristiti zacrnjeni kružić na mestu račvanja ili prekrštavanja, tako ističući da se radi ostvarnom, fizičkom spoju tih grana. Posmatrajući dalje našu šemu na slici 31. možemo primetiti i jednu značajnu činjenicu. Naime, imamo dva izvora. Logično je da će secilindri snabdevati komprimovanim vazduhom iz jednog izvora, koji je na pritisku potrebnom za rad cilindara (pritisak u izvršnom organu), dok će za funkcionisanjelogičkog (upravljačkog) dela sistema biti dovoljan i mnogo manji pritisak (pritisak upravljanja). E sad, da ne bi preopterećivali crtež sa mnoštvom linija od ova dva izvora dosvojih odredišta na cilindrima ili krajnjim razvodnicima, praktikuje se višestruko

korišćenje simbola izvora. Znači, svaki cilindar će dobiti »svoj« izvor, kao i svakirazvodnik krajnjih položaja isto. To normalno ne znači daće u stvarnosti biti toliko izvora,samo ćemo izbeći crtanje cevi od jednog izvora, određenog pritiska do svih elemenata posebno.

Nakon crtanja cevi (povezivanja elemenata) sledi postavljanje prekidača (m) zaaktiviranje sistema za jedan ciklus. Bez toga bi sistem funkcionisao besprekorno i podatom ciklogramu, ali ne bi stao na kraju jednog ciklusa, već bi produžio dalje u sledećiciklus. Iz ovoga sledi, da je potrebno postaviti prekidač na onu granu cevi kroz koji protičeinicirajući signal za prvi pokret u ciklusu. U našem konkretnom zadatku je to naredba A+

koja se dobija signalomb . Kakav razvodnik koristiti za prekidač? Ako bi koristilirazvodnik tipa

22 , imali bi jedno dobro rešenje iz aspekta aktiviranja. Problem bi nastao

kasnije, kadaće inicirajući signal za A- stići do druge strane klipnog razvodnika cilindra A, jer vod od prekidača do A+ strane nije ozračen (izluftiran), pa je zatečeni vazduh u tomdelu cevovoda ostao pod pritiskom. Taj pritisak neće dopustiti dejstvo inicirajućeg signala A- , pa će doći do zastoja. Da do toga ne bi došlo, moramo »izvetriti« cevovod preko prekidača, pa je najjednostavnije rešenje primena razvodnika2

3 u te svrhe. Mogli bi

postaviti pitanje: zašto je ozračivanje preko samog krajnjeg razvodnika signalabnemoguć? Pa, što se toga tiče, i to bi bilo moguće da se prekidač ostavi u aktiviranom položaju sve do pojavljivanja A- naredbe, ali to iziskuje od rukovaoca (korisnika) sistemada prekidač drži ručno pritisnuto sve do tog trenutka. To se ne može od njega očekivati, jer se tada više ne radi o automatskom sistemu, već o nekom poluautomatu sa automatsko-ručnim upravljanjem. Kada smo već kod ovog pojma, dejstva signala, da kažemo nešto i otome. Signali deluju veoma kratko, svega nekoliko desetih delova sekunde. Za to vreme selogički elementi mogu prebaciti u drugi položaj. To mora da važi i za rukovanje prekidačem. Korisnik, znači mora samo jednom, kratko da pritisne na prekidač i on jesvoje završio. Ovo je i shvatljivo, ako se ima na umu, da su ovakvi pneumatski sistemiuglavnom delovi nekih pomoćnih pribora na nekoj mašini za obradu i sl., pa je radnik zadužen za praćenje toka procesa obrade a ne za posmatranje rada pribora.

Page 82: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 82/110- 82 -

Konačno, na slici 40. može se uočiti i jedna zanimljiva »sitnica« , koja i nije malastvar, već daje rešenje za problem koji smo napomenuli u prethodnim poglavljima. Radise, naime o brzini kretanja klipa pri radnom i povratnom hodu. Te brzine, po pravilu i unajviše slučajeva, su različite. Kako rešiti punjenje cilindrične i prstenaste zapremine jednog cilindra različitim brzinama. Direktno nikako. Imamo samo jedan kompresor, saodređenim kapacitetom dobave vazduha, pa bi bilo prilično nelogično od tog uređaja

zahtevati da radi sa »dve brzine«. Rešenje leži u ozračivanju cilindara. Postavi se prigušnica na jedan i na drugi priključak ozračivanja na klipnim razvodnicima cilindara ikoči se izduvni vazduh. Na taj način se usporava i kretanje klipa. Sa dve prigušnice značiimamo širok spektar mogućih brzina radnih i povratnih hodova. Primera radi, samo jedna praktična izvedba: sigurno ste primetili da je brzina otvaranja i zatvaranja autobuskih vratarazličita. Dabome, iz praktičnih razloga, otvaranje može da se izvrši mnogo brže odzatvaranja. No, o tomećemo kasnije još govoriti.

Sad da vidimo još jedan primer, ali sa većim brojem izvršnih organa. Sistemće sesastojati od tri cilindra, a ciklogram koji se mora zadovoljiti neka je sledećeg izgleda:

a

Bb

1

b

2 3 54

Aa

c

cC

7=16 Na osnovu ciklograma da napravimo sada tzv. ulazno – izlaznu tablicu:

Faza Ulazni signal Izlazslovima brojčano dec. ekv.

1 cba 000 0 + A2 cba 100 4 + B3 abc 110 6 +C 4 abc 111 7 − B5 cba 101 5 − A6 cba 001 1 −C

7=1cba

000 0 +

APogledajmo sada kolonu decimalnih ekvivalenata. Vrednosti na osnovu kojih su

oni dobijeni: 0cba === ; a=4; b=2; c=1. Pa je recimo ulaz cba dobio svoj decimalniekvivalent ovako: 4+0+0=4 , a ulaz cba ima decimalni ekvivalent4+0+1=5.Posmatranjem dobijenih decimalnih ekvivalenata primećujemo da nemamo dva puta istuvrednost, što znači za određenu strukturu ulaza odgovara uvek isti izlaz, pa nema nikakvih problema, memorija nije potrebna – radi se, znači o kombinacionom sistemu.

Page 83: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 83/110- 83 -

Da pređemo sada na određivanje inicirajućih signala. U tu svrhu prvo moramodopuniti malopređašnju tablicu na sledeći način:

Faza Ulazni signal Izlaz A B C

slovima brojčano dec. ekv. + - + - + -1 cba 000 0 + A 1 0 0 - 0 -2 cba 100 4 + B - 0 1 0 0 -3 abc 110 6 +C - 0 - 0 1 04 abc 111 7 − B - 0 0 1 - 05 cba 101 5 − A 0 1 0 - - 06 cba 001 1 −C 0 - 0 - 0 1

7=1 cba 000 0 + A isto kao i faza 1

Ponavljanje prethodno date ulazno – izlazne tablice ima samo edukativni cilj, štoćereći, u konkretnim zadacimaćemo dati ove dve tabele (ulazno – izlaznu i tabelu za IS) uovom poslednjem obliku. A sada da se proanalizira tablica, odnosno sadržaj ove dodatnetablice. Kao što se vidi imamo tri grupe kolona, gde u jednoj grupi postoje dve kolone – jedna se odnosi na radni hod (+ pokret izvršnog organa – izvlačenje klipnjače) i jedna na povratni hod (- pokret izvršnog organa – uvlačenje klipnjače). Punjenje ove tabliceće sevršiti po fazama, znači vodoravno, i to sledećim razmišljanjem:

Primera radi, da krenemo odmah od početka, od prve faze. Pogledajmo ciklogram.Šta mora da se desi u prvoj fazi? Pa, klipnjača cilindra A mora da načini radni hod, značimora da se na njegov klipni razvodnik dovede IS za A+ pokret. Zato je u dotičnom poljuupisan broj1. Pri tome, iz razumljivog razloga, na suprotnu A- stranu klipnog razvodnika

ne sme doći nikakav inicirajući signal. To bi naime dovelo do nedefinisanosti i zastoja ufunkcionisanju upravljačkog sistema. Da do toga ne dođe, u polje za A – za prvu fazu sedaje0.

Da se podsetimo, broj1 bi se mogao zameniti reč ju mora, broj0 rečimane smeaakoćemo staviti znak recke (-) to znači može ali ne mora.

U prvoj fazi da vidimo sada polja B+ i B-. Cilindar B u prvoj fazi mora ostati u početnom, uvučenom stanju i ne sme ni slučajno da se javi signal naredbe za B+ pokret.Zato je u dotično polje stavljen broj za ne sme, odnosno broj0. A što se tiče naredbe zauvlačenje (klipnjača je ionako uvučena) ona može da dođe, ali nije potrebna. To seobeležava reckom, znači stavi se znak -. Za cilindar C važi isto što i za cilindar B, pa se u poljeC + u prvoj fazi stavlja0, a u poljeC - recka -.

Ovo je prilično jednostavno, zar ne? A od ove tablice, kojućemo ovako popuniti,ćemo imati i te kako veliku korist. Pojednostaviće nam rad.Za vežbu da objasnimo i ispunu, recimo petog reda, koji se odnosi na petu fazu,

gde je jedini pokret uvlačenje klipnjače cilindra A. Pri tome cilindar B mora da ostane uuvučenom, a cilindar C u izvučenom stanju (pogledajte ciklogram). Potrebni su, značisledeći znaci: Za A+ ne sme da se javi signal – 0; za A- mora da se javi – 1; B mora ostatiuvučen, znači ne sme da se izvuče B+ - 0, a može da se da naredba za uvlačenje, ali jenepotrebno jer je već u tom stanju, znači recka za B-. Konačno, C + ide sa reckom, jer je

Page 84: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 84/110- 84 -

zahtevano stanje ono izvučeno, gde se već i nalazi cilindar C, dok se ne sme dopustitiuvlačenje, znači C - dobija svoju nulu – 0.

Sada, kako smo uspešno obavili ovaj deo posla, da prežemo na crtanje V-K mapa,za svaki IS. Imamo tri cilindra, znači broj polja u mapi je 822 = . Tih 8 polja možemonacrtati na više načina, no postoji jedan opšte prihvanjen način, koji je dat na slici 32.

6 1

C-

00

0 A+

101

32

B+5

C+

A-

B-

1011

4

b

Slika 41. V-K mapa sa redosledom faza

Šta u sebi sadrži i koje informacije daje ova mapa?Pa, pod jedan, svako polje ima svoje obeležje ulaznog stanja. To obeležje je na

ovoj slici dato na oba moguća načina: 1) numerički sa 1 i 0; 2) pomoću linija i slova a, b,c.

Očitavanje obeležavanja na prvi način je sledeće: za dotično polje se prvo očitaju brojevi (u ovom slučaju dva broja) na vrhu kolone u kojoj se ono nalazi, pa se njima priključi kao treći, broj koji se nalazi na početku vrste koja sadržava posmatrano polje.Primera radi, recimo treće polje u drugoj vrsti, na vrhu kolone nosi oznaku11, a na početku vrste 1. Toće reći ulazno stanje je111, odnosnoabc. Ne moram istaći, da jeredosled oznaka u ovoj trojci shvaćen po abecednom redu. Drugi način obeležavanjaulaznog stanja je po meni jednostavniji i pregledniji, pa se možda i zato mnogočešćekorišćen. Naime, tu se povlače vodoravne linije iznad onih kolona gde se nalaze identitetia i b, odnosno sa leve strane uspravna linija pored vrste sa identitetomc. Iz ovoga sledi, daće negacije biti u onim kolonama i vrstama gde nema crte za posmatrano ulazno stanje.

Primer: drugo polje druge vrste sleva. Numerička oznaka je011 , znači bca ulaznostanje. A po linijama, normalno isto, jer iznad kolone nema crta zaa, ima crte zab, i imacrte pored vrste zac.

Konačno, u ovu V-K mapućemo uneti i dotične faze sa redosledom njihovih pojavljivanja, pa eventualno i izlaze na krajevima njihovim. Tako smo dobili jednumapu kujućemo stalno koristiti prilikom određivanja IS-a. Pri tome ovo numeričkooznačavanje, sa vašom dozvolom, neću više koristiti.

Page 85: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 85/110- 85 -

c

1

ba

c

ba

A+ = c B- = c

0 0

- -

- 1

0 0

-

-

-

c

ba

c

ba

B+ = a c A- = b c

1

1

0

0 0 0

0 0 0

0-

-

C+ = bc

0

0

- -

01

ba

C- = ac

1 0

- 0

0

b

-

a

Slika 42. V-K mape sa određ ivanjem inicirajuć ih signala

Eto, šest izlaza – šest IS-a. Puno se ne moramo zadržavati na objašnjavanjuispunjavanja mapa, jer smo maltene sve rekli malopre. Znači, recimo za A+ izlaz redomuzimamo oznake iz ulazno izlazne tablice i unosimo u odgovarajuća polja, po fazama,čijismo redosled i obeležili strelama na slici 32. tako se dobije V-K mapa za određivanjeinicirajućeg signala (signala naredbe) za izlaz A+ odnosno za naredbu izvlačenja klipnjačecilindra A. Kako očitati taj signal? U prethodnome zadatku, sa dva cilindra, smo već toobjasnili. Bolje reći, objasnili smo logiku toka očitavanja, ali je tu nešto komplikovanijasituacija, zbog većeg broja polja. Da ne govorimo o složenosti očitavanja kod zadataka sa,recimo deset cilindara (V-K mapa sa 1024210 = polja). Moramo, znači naći jednu»proceduru« ili »pravilo« očitavanja, kojaće da važi za sve zadatke i biće jednostavna za primenu. Pretpostavljate i sami, da su ta pravila već poznata, pa nećemo ih mi izmišljati. Ata pravila su sledeća:

1. nakon ispunjavanja V-K mape za dotični IS (posmatrajmo recimo za izlaz A+) , moramo zaokružiti što je moguće veći broj polja.

Page 86: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 86/110- 86 -

2. broj polja koji se zaokružuju mora da bude neki od stepena broja 2 (značimože biti 120 = ; 221 = ; 422 = ; 823 = , itd.). U našem slučaju, sa 8 polja ovo bi bio maksimalan broj zaokruženih polja ako ne bi bilo tu isledećeg pravila.

3. prilikom zaokruživanja broj (brojevi) 1 semora zaokružiti. Brojevi 0 senesmejuzaokružiti, dok se reckemogu ali ne morajuzaokružiti. Inače, istovaži i za nepopunjena polja. Tako je već broj maksimalno zaokruživih poljau našem primeru opao na 4.

4. zaokruživanje mora biti konveksno, štoće reći, ne smemo praviti nikakva»udubljenja« u skupu zaokruženih polja.

5. jedna zanimljiva pretpostavka: V-K mapa se gleda ravanski, ali se shvata prostorno. Kao da smo razvili prostorni oblik u ravan, pa je leva ivica mapeu stvarnosti granična sa desnom, i gornja sa donjom. E to se ogleda kodzaokruživanja za inicirajući signal kod izlaza A-, gde su stanja cba i cbasusedna, pa se mogu zaokružiti kao takvi.

Konačno sledi očitavanje IS. I to je pojednostavljeno na sledeći način: Inicirajućisignalće biti ono ulazno stanje, koje se ne menja (ostaje isti) u svim zaokruženim poljima.To će reći (ponovo da se vratimo na V-K mape), za A+ je zaokružena gornja vodoravnačetvorka polja, i u svima figuriše stanjec , pa će to biti IS za izvlačenje klipnjače izcilindra A. Za B+ pokret smo uspeli zaokružiti samo dva polja, gore desno. U njima se nemanja ni stanjea, pa ni stanjec . To znači, oni su potrebni zajedno, paćemo ih pomnožitii tako dobiti IS. Znači, za pokret B+ koristi se inicirajući signal ca ⋅ . Pa da ne gnjavimodalje,čini mi se da je jasno kako smo dobili i sve ostale inicirajuće signale.

Da primetimo ponovo jednu bitnučinjenicu: što smo uspeli veći broj poljazaokružiti, tim je manji broj signala stanja potreban za formiranje inicirajućih signala. Davidimo šta to znači u našem konkretnom slučaju.

Za formiranje svih inicirajućih signala su potrebni sledeći ulazni signali:

a, a , b , c i c

Primećujemo, da nemamo potrebu za formiranjem ulaznog signalab. Šta to znači?To znači, ne moramo postaviti razvodnik za detekciju uvučenog stanja klipnjače cilindraB. Osećate i vi, da je to na neki način ušteda i elemenata pneumatskog sistema, pa i truda, jer nije ni tako lako postaviti jedan krajnji prekidač ako je raspoloživi prostor za to popriličnu skučeno. Na ovaj način mi, ustvari vršimominimizacijusistema pneumatskihelemenata.

Možete mi sada reći: pa, ništa nismo uštedeli, jer sa izbacivanjem jednog krajnjeg prekidača stvorili smo potrebu za uvođenjemčak dva množača (dva razvodnika 23 . Činise da smočak gore prošli, jer imamo element više u ovom minimiziranom rešenju. Imate pravo, a i nemate. U ovom konkretnom primeru je stvarno potreban veći broj elemenata uminimiziranom rešenju, ali je mnogo jednostavnije (iz aspekta gradnje sistema) koristitimnožač od krajnjeg prekidača (naime, množač mogu bilo gde postaviti, komotno, paće iodržavanje biti lakše. Time element radi dalje. Najbrže se kvare krajnji prekidači, zbogstalnog mehaničkog opterećivanja i zbog teškoća, eventualno i nemogućnosti njihovogredovnog održavanja). Pored svega toga, može se postaviti i takav zadatak, gdeće i

Page 87: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 87/110- 87 -

brojčano biti manja potreba za elementima u minimiziranoj formi. No, mi da privršimoovaj naš zadatak. Da damo logičku i funkcionalnu šemu rešenja.

ba

A-

B-

ca A +(m)

+ B

+c

C +

C -

&&

Slika 43. Logi č ka šema

Page 88: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 88/110- 88 -

Cilindar C

Cilindar B

Cilindar A

C+

B+

A+

c

C- c

b B- b

c

c

a

A- a a

a

m

Slika 44. Funkcionalna šema

U funkcionalnoj šemi nismo crtali krajnje prekidače u svoje stvarne položaje, da bišema bila preglednija.

Sada, kada smo već verovatno ušli u »štos« sa izradom zadataka, da se oprobamo ina nešto konkretnijem zadatku,čije fizičko rešenje možete pogledati i u našoj laboratoriji

za fluidnu tehniku. Struktura jednog manipulatora za premeštanje radnih predmeta je datana sledećoj slici.

Page 89: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 89/110- 89 -

Cilindar B

a

c

C-

B-b

B+V

2

A+ V 1 A- a

b

c

Cilindar A Cilindar C

C+V 3

Ciklus B+ B+ B+ B+ B+ B+ B+ B+C-

A+C+ B-C- A-C+

Slika 45. Manipulator za prenos komada dizanjem i spuštanjem

Da bi u potpunosti shvatili proces prenosa, datćemo sledeći opis:Zahtev je, da se predmeti zahvate u položaju I (levi položaj), te da se prenesu u

položaj II (desni položaj). Dopunski zahtev je, da se pri tome premosti prostor između ovedve pozicije, jer je on, zpecifične tehnologije, zauzet. Zadatak se rešava korišćenjem tricilindra: cilindar A obavlja horizontalni transport, cilindar B stezanje predmeta, dok vertikalni transport vrši cilindar C. Oni izvode kretanja, upravljani od strane svojihrazvodnika V1, V2 i V3 (slika 45.).

Primećujete da su ovde korišćeni razvodnici tipa 24 , mada smo rekli da je

najčešće u primeni, za ovakve zadatke, razvodnik tipa23 . Tu se shvata suština. Evo, ako

promislite malo, primetićete da je funkcionisanje isto kod sa oba razvodnika. Razlika jesamo u mogućnosti ili nemogućnosti primene različitih brzina pri radnom i povratnomhodu.

Tabela toka događ aja:

Faza Cilj pokreta Kretanje cilindra1 Stezanje B +2 Dizanje C -3 Translacija desno A +4 Spuštanje C +

Page 90: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 90/110- 90 -

5 Otpuštanje B -6 Dizanje C -7 Translacija levo A -8 Spuštanje C +

Na osnovu slike i ove tabele toka događaja možemo sastaviti potreban ciklograkretanja klipnjača cilindara A, B i C. Ciklogramće biti sledećeg oblika:

c

c

b

b

a

B

C

Aa

531 2 4 9=16 7 8

jedan ciklus

m

Da obradimo sada i ciklogram, na način koji smo videli u dosad rešavanimzadacima. Sledi, znači ulazno izlazna tablica sa dodatkom:

Ulazno – izlazna tablica

Faza Ulazni signal Izlaz A B C

slovima brojčano Dec.ekv.

+ - + - + -

1 cba 001 1 + B 0 - 1 0 - 02 bca 011 3 −C 0 - - 0 0 13 cba 010 2 + A 1 0 - 0 0 -4 cab 110 6 +C - 0 - 0 1 05 abc 111 7 − B - 0 0 1 - 06 cba 101 5 −C - 0 0 - 0 17 cba 100 4 − A 0 1 0 - 0 -8 cba 000 0 +C 0 - 0 - 1 0

9=1 cba 001 1 + B isto kao i faza 1 Na osnovu ove tablice ili ciklograma, da nacrtamo sada i odgovarajuću V-K kartu

zadatka:

Page 91: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 91/110- 91 -

V-K karta zadatka

c

8 C+

1 B+

b

B-

4 C+

5

7

C-

A-

6

a

3 A+

2 C-

Pa slede odgovarajuće V-K mape za svaki minimizirani ulaz, odnosno IS:

V-K mape za određ ivanje inicirajuć ih signala

B+ = a c (m)c

ba

C- = a b+a bc

ba

1 1 1

- -

-

- -0

0 0

0 0

0

0

0

1

A+ = b cc

0 0

0

-

1

C+ = a b+a b

- -

b

- 0

a

c

- 0

1 0

0

b

0

a

B- = a cc

-

0

0

0

A- = b cc

0

0

b

0

1

-

-

a

-

-

0

-

b

1

0

a

Stanimo sad na trenutak, da bi primetili nešto, što je novost. Mogli smo to uočiti i uulazno-izlaznoj tablici, da smo obratili pažnju na to, no nije neophodno to primetiti za

Page 92: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 92/110- 92 -

korektno rešavanje zadatka. Naime, radi se o tome, da se u koloni izlaza C+ i C- javljajudva puta (2 i 6 faza, odnosno 4 i 8 faza). Pogledajmo samo ulaze u te faze. Recimo u 2.fazi je ulaz bca , dok je u 6. cba , znači različiti su ulazi a traži se isti izlaz. Da li je to problem? – postavlja se pitanje. E nije. Mogli bi da se izrazimo na sledeći način: ovasituacija je slična onoj, kada na isto mesto dospevamo na dva različita načina, odnosno prelazivši dva različita puta. Primera radi iz Subotice do Palića možemo doći i E-5 putem izaobilaznicom oko jezera, pa smo na istom. Eto, ovo se dešava i ovde – imamo dvarazličita ulaza (putanje) a traži se isti izlaz (odredište). Da li je ovo i dalje kombinacionisistem? Pogledajmo decimalne ekvivalente: ima li ponavljanja vrednosti? Nema. Značinema zime, naučena metodologija rešavanja je primenljiva i ovde.

Ipak, imamo i nešto novo u V-K mapama. Za napomenute naredbe, znači C- i C+ se javljaju inicirajući signali u obliku disjunkcije dve konjukcije, odnosno srpski rečeno, uobliku zbira dva proizvoda. To se dešava iz jednostavnog razloga, što se u V-K mapi javlja jedinica – 1 dva puta, pa se moraju polja zaokruživati na dati način. Ovo za sobom povlači potrebu za korišćenjem jednog sabirača, no to ćemo videti na logičkoj ifunkcionalnoj šemi u produžetku.

Pre nego što se oni nacrtaju, još jednom da vam pokažem rezultat minimizacije.Stavimo jedan pored drugog dve kolone, stvarni i minimizirani ulaz:

Faza Ulaz Minimi-ziraniulaz

1 cba ca2 bca ba

3 cba cb4 cab ab5 abc ac6 cba ba7 cba cb8 cba ba

9=1 cba -

Dalje objašnjenje je,čini mi se, apsolutno suvišno. Da radimo dalje. Sledi, značilogička šema:

Logič ka šema:

Page 93: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 93/110- 93 -

&a m a c B+

a

&c

&c

b

b &

&

&

&

&

>1

>1

B-

C+

A-

C-

A+

a c

a c

a b

a bb c

a b

a bb c

Funkcionalna šema:

m

Cilindar C

Cilindar B

Cilindar A

C+

B+

A+

cC-

c

b B-

b

c

c

b

b

a A-

a a

a

a c

a c

a b

a b

a b

a b

b c

b c

a b+a b

a b+a b

Page 94: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 94/110- 94 -

Pa, šta da se kaže, ova šema je već nešto komplikovanija, ali nadam se da uz podrobno proučavanje prethodnih zadataka i uz razumni raspored razvodnika ufunkcionalnoj šemi (slično kao u logičkoj šemi), shvatanje i praćenje vodova na šemi nestvara prevelik problem. Moj savet je da i Vi sami uzmete papir i olovku i na osnovulogičke šeme, a bez praćenja gotove funkcionalne šeme, nacrtate sami Vaš pneumatskisistem.

U vezi kombinacionih automata nam je ostao još jedan nerasvetljen momenat. Štase radi ako se od nas traži recimo upravljanje sistemom kao na sledećoj skici.

Ciklogram sistema

B

C

A

kašnjenje

1 2 3 4 5c

6=1

b

bc

a

a

Zanimljivost se vidi u 4. fazi. Šta se tamo dešava? Ništa. Jest ništa, i to ništa sedešava određeno vreme. Istina, to vremensko trajanje ničega se ne može očitati saciklograma, ali kako smo već jednom istakli, cilj ciklograma i nije to da se sa njega moguočitati i vremenski podaci. To vreme, koje sistem mora da provede u mirovanju bićekonkretno definisano tek nakon fizičke izvedbe sistema, prilikom nameštanja (štelovanja)rada. O tome, znači nećemo više raspravljati, već da istaknemo samo sledeće: Tu se radi o potrebi za zaustavljanjem sistema upravljanja na vreme »čekanja«. Kadri smo već i toučiniti, pošto smo upoznali element kašnjenja. Ovoč ekanje će se rešiti, znači kašnjenjem.

Ovo znači da se u gotov sistem, projektovan na dosad viđen način, mora ubacitisamo jedan element kašnjenja. Gde? Na ovo logično pitanje se daje takođe logičanodgovor: gledajte ciklogram! – Šta se dešava nakon kašnjenja? Uvlači se klipnjača cilindraC. Pa zar onda nije logično da ćemo IS za tu naredbu dovesti na svoje odredište sakašnjenjem. A ovo znači da se mora dati vod za inicirajući signal pokretaC -, i na taj vod jednostavno »prikačiti« jedan element kašnjenja. Kašnjenje se ubacuje, znači skroz nakraju rešavanja, pa je shvatljivo šta znači precrtavanje ciklograma.

Ciklogram bez kašnjenja:

6=12

C c

1

b

b

aa

c

B

A

3 4=5

kašnjenje

Page 95: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 95/110- 95 -

Ulazno – izlazna tablica:

Faza Ulazni signal Izlaz A B C

slovima brojčano Dec.ekv.

+ - + - + -

1 cba 000 0 +++ C B A 1 0 1 0 1 02 abc 111 7 − B - 0 0 1 - 03 cba 101 5 − A 0 1 0 - - 0

4=5 cba 001 1 −C 0 - 0 - 0 16=1 cba 000 0 isto kao i faza 1

V-K karta zadatka je:

B+C+

c

1 A+

23

4

a

B-C- A-

b

kašnjenjeV-K mape:

A+ = c

C+ = c

B+ = c

c

0

c

1

0

c

1

01

-

0

-

c

ba

0

c

-

ba

c

0

ba

C- = a c

B- = a = b = c B- = a b c

1

0

-

0 0

b

1

a

-

A- = a b = c b

0

-0

ba

b

0 1

a

Page 96: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 96/110- 96 -

Opet smo stigli do neke nove pojave! Naime, inicirajući signali za pokrete A+, B+,C+, C- su jednoznačni. A što se tiče signala za B- i A- moramo razmisliti. Da vidimo prvoinicirajući signal za A-: kod zaokruživanja smo dobili dve moguće varijante. Pojednojklipnjača cilindra A počinje svoje uvlačenje kada se stvori proizvod ba ⋅ . To znači, kadacilindar A dostigne svoj izvučeni položaj a ujedno cilindar B svoj uvučeni, može krenuticilindar A u uvlačenje. Po drugoj varijanti kada C biva skroz izvučena a B uvučena tek tada možemo uvući klipnjaču u cilindar A. Pošto su ovi inicirajući signali ravnopravni,možemo izabrati bilo koji od njih. Ali tobilo kojiujedno znači i onaj koji je logičniji. Akose bolje pogleda ciklogram, vidi se da je faza uvlačenja kod cilindra A pojava, koja se javlja sa celom fazom posle izvlačenja cilindra A. To ujedno mora da znači da je A većsigurno izvučena, pa je suvišno prekontrolisati to stanje. Mada, mogli bi da kažete, da ovorečeno važi i za cilindar C, pa zašto je onda uopšte potreban proizvod. Zašto ne koristimo jednostavno stanjeb kao inicirajući signal? Pitanje je na svom mestu, a odgovor jesledeći: Mogli bi jednostavno koristiti i to stanje, ali bi na taj način smanjili stepen pouzdanosti sistema, pa ako bi došlo do zastoja u upravljanju, veoma teško bismo moglinaći grešku. Zato savet glasi: verujte u algebarski izvedeno rešenje i tražite samo logičnijuvarijantu prilikom izbora inicirajućeg signala. Mićemo, zbog gore napomenutih stvari,izabrati varijantu bc ⋅ . Mogli bi, inače i da saberemo ta dva proizvoda (videli smo u prethodnom zadatku i takvo rešenje), ali i to bi dovelo do smanjenja definisanosti(pouzdanosti) jer bi to značio – bilo koje stanje je dobro. Pa koji je onda bolji? Možesistem da nam postavi pitanje, a jednoznačnog odgovora na to pitanje nemamo.

Sasvim je drugog karaktera situacija sa inicirajućim signalom za pokret B-. Kada semora klipnjača u cilindru B uvući, odnosno kojiće biti inicirajući signal za taj pokret?Zaokruživanjem smo dobili stanjaa, b i c ravnopravno. E, to je već problematično. Akoizaberemo, recimoa za inicirajući signal, cilindar Bće krenuti u uvlačenje čim sa Aizvuče, bez obzira na to u kom je stanju cilindar C, pa i sam on. Može, znači da se desi izanimljiva pojava, da se B uvuče i bez da se skroz izvukla. Podsećam Vas na to, što jerečeno još u uvodu u ovo poglavlje: ciklogram prikazuje samo redosled dešavanja, anikako vremensko trajanje jedne faze. To znači ako se pod prvom fazom podrazumevaizvlačenje i jednog i drugog kao i trećeg cilindra, onda se faza završava izvlačenjemzadnjeg cilindra iz te trojke. Znam, šta Vam tu smeta! Kako to, da se oni ne kreću zajedno, pa će zajedno i stići do krajnjeg stanja? U stvarnosti to nije tako. Mogu oni da se krećurazličitim brzinama, pa i na različitim dužinama hodova (cilindri mogu biti raznih dužina,sa različitim prigušenjem na ozračivanju).

Uviđate i Vi nelogičnost ponuđenog rešenja za IS. Najpouzdanije bi bilo, da se svamoguća i ravnopravna stanja pomnože i tako dobije inicirajući signal za B- pokret.

Sa ovim osvrtom na moguće varijante inicirajućeg signala, imao sam nameru daVam skrenem pažnju na nužnost logičnog razmišljanja, i pored vere u rezultate Bulovealgebre. Ako Vam se, znači neko rešenječini boljem, a algebra omogućava i dozvoljavanjeno korišćenje, samo hrabro napred, koristite je.

Potrebni su, znači svi ulazni signali, a po logičkoj šemićemo videti i njihovo povezivanje u sistem upravljanja:

Page 97: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 97/110- 97 -

Logič ka šema:

&

t 0

A+

m

B+

C+

A-

C-

B-&

&&

c

c

a

a

b

b

cm

cb

ab ba c

a c

Kod crtanja logičke šeme »smo se setili«, tačnije rečeno, tu moramo da se setimo postojanja potrebe za elementom kašnjenja, pa se taj element dodaje na potreban vod, a to je vod sa IS za pokret C-. Da nacrtamo sada funkcionalnu šemu tako, da se i izvršni organisnabdevaju iz istog izvora kao i upravljački (logički) elementi. Naime, to je slučaj kodnašeg konkretnog rešenja u laboratoriji za Fluidnu tehniku.

Funkcionalna šema:

m

Cilindar A Cilindar B

A+ A-

c

B+

c b

Cilindar C

B- C+ C-

a b a

Page 98: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 98/110- 98 -

Opa - mogli bi reći! Kako je ovo rešenje elegantno. Zašto ovakvo rešenje nijekorišćeno i do sada? Zašto smo stalno za množenje dva signala koristili posebanrazvodnik? I uopšte, zašto tek sada, na kraju razmatranja nudim i ovakvu mogućnostrešenja?

Puno pitanja, kratki odgovori. Ovakvo rešenje je dato na početku upoznavanjakonjukcije (množenja) signala, ali smo napomenuli da se u praksi široko koristi način

množenja sa posebnim razvodnikom. Do sada nisam hteo da Vas preopterećujem dugimobjašnjavanjem, već sam sačekao ovaj trenutak, kad je sve kristalno jasno. Zašto nisamkoristio posebne množače? Jer nisam morao. Pogledajte malo bolje: ulazni signalia i b su potrebni samo jednom, u proizvodu sa signalomc za IS pokreta B-. Ulazni signalc sekoristi i u drugim proizvodima za IS kod A- i C-. Zato smo ga i stavili na početak proizvoda, za element koji prima punjenje iz izvora, dok su razvodnicia i b samo prenosioci tog vazduha. Oni i ne moraju imati svoj izvor, pošto na drugom mestu nisu u primeni. Ne bi sa dalje ni zadržavao na ovoj temi, smatrajući da Vam je sve ovo jasno.Bolje mi sada da pređemo na sledeću oblast upravljanja, na sekvencijalne automate.

5.2. Sinteza pneumatskih sekvencijalnih automata

Ranije izloženi postupak sinteze ne može u svakom slučaju da dovede do rezultata, jer je znatan broj problema takav, da zahteva poznavanje sinteze sekvencijalnih automata.Sekvencijalni automat je u osnovi karakterisan time, da ima memoriju, pa usled

toga i svoja tzv. unutrašnja stanja. Upravo u zavisnosti od unutrašnjeg stanjaće jednoj teistoj kombinaciji ulaznih signala odgovarati u različitim vremenskim trenucima različitiizlazni signali. Drugim rečima, radi se o višeznačnom preslikavanju, pa stoga jednom teistom ulaznom slovu Xi mogu odgovarati različita izlazna slova Y j, a u zavisnosti od»prethodne istorije« tj. od prethodnih ulaznih slova. Višeznačno preslikavanje se ostvaruje promenom unutrašnjeg stanja, koje se obeležava kao slovo Zk , pričemu je

Z k = (z1 , z2 , z3 , . . . . . , z p )

Kod sekvencijalnog automata je svaka izlazna promenljiva y zavisna od svihulaznih promenljivih x i od promenljivih z, koje karakterišu unutrašnje stanje.

Ulazne promenljive xi zovu se još i primarnim promenljivama za razliku od tzv.sekundarnih promenljivih z p, koje se javljaju na izlazu iz memorijskog bloka, a poddejstvom pobudnih promenljivih p z′ . Na slici 46. data je opšta šema sekvencijalnogautomata.

Page 99: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 99/110- 99 -

x1 x2

xn

y1

m y

z1

z p

Kombinacioni blok

Memorijski blok

X i F y

F z

Y j

Z k

}izlazne promenljive

pobudne promenljive}

primarne promenljive

sekundarne promenljive

Slika 46. Opšta šema sekvencijalnog automata

Ako se ova blok – šema uklopi u pneumatski sekvencijalni automat, dobija se prikaz prema slici 47. Ovde su jasno razgraničena tri bloka.

n

Kombinacioni blok z x

memorije

} x z ,

m

}b

a a

b b

Cilindar A

Cilindar B

II

I III

Slika 47. Šema sekvencijalnog pneumatskog sistema

Page 100: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 100/110- 100 -

Blok I identifikuje položaj klipova putem graničnih prekidača, čijimaktiviranjem nastaju ulazni signali, koji se upućuju bloku II.Blok I zove se još i blokom za prijem informacija.

Blok II odgovara čitavom bloku na slici 46. On formira izlazne i

pobudne promenljive. Ovaj se blok zove još i blokom zaupravljanje odnosno blokom logike. Suštinski mu je zadatak, dauspostavi funkcionalnu zavisnost između ulaza i izlaza.

Blok III sadrži radne, izvršne organe zajedno sa pripadajućimrazvodnicima, koji dobijaju signal za prebacivanje od izlaznih promenljivih iz Bloka II.

Radi sagledavanja problematike sekvencijalnih automata posmatrajmo sliku 48,koja daje kinematski dijagram za jedno veoma prosto upravljanje.

Ulazno izlazna tablica za taj slučaj bi bila:

Faza Ulazni signal Izlazslovima brojčano Dec.

ekv.1 ba 00 0 + A2 ba 10 2 + B3 ab 11 3 − B4 ba 10 2 − A

Iz tabele se vidi, da se ista kombinacija signalaba ⋅ javlja i u drugoj i učetvrtojfazi, mada se u prvom slučaju traži izlaz B+, a u drugome A-. Ovo je dakle slučaj da u istojkombinaciji signala od krajnjih prekidača, tj. istoj kombinaciji primarnih promenljivihtreba da odgovaraju različiti ulazi. Ovde izlaz više nije samo funkcija kombinacije primarnih promenljivih. Radi se dakle očigledno o sekvencijalnom automatu, koga jošnismo sposobni da rešimo. Radi izvesne paralele, daće se slika 49., koja predstavlja većranije proučen kombinacioni automat sa slike 44. Posmatrajući paralelno sliku 48. i 49.vidi se, da između njih ima neke sličnosti što se tiče kretanja cilindra A i B. Ima tu,međutim i razlike: naš ciklus (slika 48.) ima svegačetiri faze, dok drugi (slika 49.) šest.Osim toga, kod prvog ciklusa cilindar B se po dolasku u plus položaj odmah vraća, a prema slici 49. on ostaje u plusu tokom jedne faze. Da bi se sekvencijalni sistem (slika 48)sveo na kombinacioni (slika 49), treba izostaviti cilindar C. Njegov razvodnik ćemozadržati, ali sada izlazni vazduh iz razvodnika ne napaja cilindar, jer njega nema, već sekoristi kao dodatni signal. To međutim nisu više primarne, već sekundarne promenljive, asam razvodnik nije više distributor vazduha ka cilindru, već memorijski element. Ovakoformirane sekundarne promenljive igraće sličnu ulogu onoj, koju su igrali signalic i c, pa

Page 101: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 101/110- 101 -

se ovakvim proširivanjem i uopštavanjem dobija ponovo u svim fazama različitakombinacija signala. To znači, da smo sistem sa sekvencijalnog sveli na kombinacioni.

x

x

b

b

a

B X

Aa

431 2 3 5=15 , ,

Slika 50. Izvedeni kombinacioni sistem

Kako nema cilindra C, neće biti potrebne dve pripadajuće mu faze (jedna zakretanje ka plusu i druga za povratni hod) pa se broj faza sa 6 smanjuje na 4, koliko i trebada bude. Pošto je cilindar izostavljen, razvodnik ne mora biti velikih dimenzija, jer nesluži više za napajanje cilindra, već samo za davanje izlaza u vidu sekundarnih promenljivih na svojim priključcima, i to: izlaz x1 pod dejstvom signala pobuđivanja, aizlaz x2 pod dejstvom signala gašenja. Poštoće u mnogim slučajevima upravljačka kolaimati i više memorijskih elemenata potrebno je, da se oni nekako obeleže. Toće biti slovasa kraja abecede, kao što su: X, Y, Z itd., pa se istim slovima obeležavaju i ulazni signali.

Usvojivši jedan od dva mogućna položaja klipnog razvodnika pozitivnim a druginegativnim, ulazi se obeležavaju npr. sa X+ i X-, ( to su pobudne promenljive) dok seizlazi iz memorije obeležavaju sa odgovarajućim malim slovima u afirmaciji odnosnonegaciji, dakle x odnosno x. Ovi izlazi su sekundarne promenljive. Kombinacija primarnih i sekundarne promenljive već treba da obezbedi, da se ne pojavi ponavljanjeistog ulaza za razne izlaze, već da svaka faza ima drugu kombinaciju signala. Ovakvogobeležavanjaćemo se za memorije u daljem i držati (videti sliku 51.).

X- X+

x x

Slika 51. Obeležavanje memorije

Iz dosad rečenog se vidi način, kako treba vršiti sintezu sekvencijalnog automata:treba ga, uvođenjem jedne ili više memorija, svesti na kombinacioni automat i tako gaonda rešavati.

To znači, da će broj polja u V-K mapi biti 2n+m gde jen broj cilindara am brojuvedenih memorijskih elemenata. Potreban broj memorijskih elemenata proizilazi sam odsebe tokom samog rada pomoću V-K mape.

U našem slučaju će se očigledno uvođenjem samo jedne memorije moći izvršitidiskriminacija (razlikovanje) signalaba ⋅ u 2. i u 4. fazi (nema više parova ponavljanja).

Page 102: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 102/110- 102 -

Naime, prvoj kombinacijićemo dodati konjuktivno sekundarnu promenljivu x, a drugojkombinaciji sekundarnu promenljivu x. Tada kombinacija signala glasi:

1. faza xba 2. faza xba

3. faza xab3′ . faza abx4. faza xba5. faza xba

Posle ponovo dolazi faza 15 =′ . Kao što se vidi, ostale sučetiri osnovne faze, alisu došle još i dve dodatne i to3′ za uključivanje memorije i5 za isključivanje iste.

Međutim, vreme između faze3 i 3′ , kao i između 5 i 15 =′ je veoma kratko. Onoiznosi svega desetak milisekundi, koliko je potrebno radi prebacivanja klipa memorijskograzvodnika iz jednog u drugi položaj. Stoga se u kinematskim dijagramima pobuđivanje igašenje memorije crta mnogo strmijom pravom, no što je ona, koja pokazuje kretanjecilindra (objašnjenje za izgled ciklograma na slici 50.).

Radi rešenja našeg zadatka sa slike 48. treba načiniti odgovarajuću V-K kartu. Ona je data na slici 52.

x

1

A+5

X-

b

B-3 X+

3

2

A-

B+4

a

=5 ,

,

nepobudenamemorija

pobudenamemorija

Slika 52. V-K karta zadatka

Sledi ulazno – izlazna tablica i to u udvostručenom obliku. Cilj udvostručivanjaopet ima samo edukativni karakter. Naime, razlike u sekvencijalnom i u kombinacionom pristupuće biti ovako očiglednije.

Tablica zadatka (sekvencijalni oblik)

Faza Ulazni signal Izlazslovima brojčano Dec.ekv.

1 ba 00 0 + A2 ba 10 2 + B3 ab 11 3 − B4 ba 10 2 − A

Page 103: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 103/110- 103 -

Tablica zadatka (kombinacioni oblik)

Faza Ulazni signal Izlazslovima brojčano Dec.

ekv.

1 xba 000 0 + A2 xba 100 4 + B3 xab 110 6 + X 3′ abx 111 7 − B4 xba 101 5 − A5 xba 001 1 − X

15 =′ xba 000 0 + A

Slika 53. Ulazno – izlazna tablica

Prva tabela, znači ukazuje na ponavljanje signala dok to kod druge tabele više nijeslučaj. Tu se naime uvela memorija X, pa se sadatotalno stanje, a to je kombinacija primarnih i sekundarnih promenljivih, razlikuje za svaku fazu.

Sledi deo rešavanja, koje se uopšte ne razlikuje od dosad viđenog, za kombinacioneautomate. No, pošto se ugrađuje memorija, ipak da uradimo sve zajedno.

Prvo moramo izraditi »proširenje« ulazno – izlazne tablice, a na osnovu ciklogramasa slike 50.:

Faza A B X + - + - + -

1 1 0 0 - 0 -2 - 0 1 0 0 -3 - 0 - 0 1 03′ - 0 0 1 - 04 0 1 0 - - 05 0 - 0 - 0 1

15 =′ Poklapanje sa fazom 1

Slede V-K mape za svaki signal:

Page 104: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 104/110- 104 -

A+ = xc

1

0 0

--

-

ba

B- = x

-

c

-

0

1

0

-

ba

B+ = a xc

0

0 0

1-

0

b a

A- = b xc

0

-

0

0

0

1

b a

X+ = bc

0

0

- -

01

ba

X- = ac

1 0

- 0

0

b

-

a

Slika 54. V-K mape

Pa je logička šema sledeća:

&

&

X- X+

x x

m

a

a

b

b

A+

B+

B-

A-

Slika 55. Logi č ka šema

Konačno, dobijena funkcionalna šema je:

Page 105: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 105/110- 105 -

a

b

A- A+

Cilindar A

aa

Cilindar B

B+ B-b

b

a

m

a

b

x

X-

x

bX+

x a x

b x x

Slika 56. Funkcionalna šema

Sa ove funkcionalne šeme se, znači lepo vidi, da je uloga memorijskog elementaustvari ista kao jedne skretnice. Ona se aktivira i deaktivira pomoću primarnih varijabli,dok iz nje izviru sekundarne promenljive, koje se koriste za aktiviranje razvodnikacilindara. Samim tim, smatram da je suvišno dalje detaljisati ovu proceduru, pa stim izavršavamo prikazivanje sinteze sekvencijalnih automata. Dakako, ovakvi zadaci mogu biti i mnogostruko složeniji, ali što se tiče suštine, ona ostaje ista. Mogu se naprimer javiti potrebe za većim brojem memorije. U tom slučaju se one posebno, jedan po jedan, postavljaju, uključuju i isključuju itd. Zadatak je u tom slučaju stim složeniji što ima više posla, ali je osnova ista. Treba više pažnje i strpljenja za njihovo rešavanje ali je uspehzagarantovan ako je ovo, do sada izneto shvaćeno i uvežbano. A što se tiče vežbanja, evo, postavite sebi neke zadatke (ciklogramom), gde je potrebna memorija ili više njih, pa ihrešite.

Page 106: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 106/110- 106 -

6. Neki konkretni primeri iz prakse

Konačno, da vidimo i neke konkretne primere iz prakse, gde se ovakvi sistemikoriste prilično često, mada se to možda i ne vidi. Bolja formulacija bi bila, da se do sadanismo našli sa njima, ali i to bi bilo pogrešno. Videli ste ih, samo ih niste prepoznali, poštoih niste znali. No, sad kad nam je poznat pneumatski energetski i upravljački sistem ucelini, možemo očekivati daćemo prilikom naših poseta nekom pogonu primetiti i ove»propratne« ili »uslužne« pneumatske sisteme.

Evo nekih primera.

6.1. Uređ aj za č išć enje, odmačć ivanje ili farbanje delova

Potrebno je sastaviti sistem za upravljanje »mešalicom« prikazanom na slici 57.,koja se sastoji od jedne korpe za nošenje delova za farbanje, od jedne posude (bazena) satečnošću za obradu i od jednog cilindra za vršenje zadatka.

cilindar

tecnost

korpa

Slika 57. Uređ aj za č iš ć enje i farbanje radnih predmeta

Jedan cilindar je sasvim dovoljan, pošto je zadatak da se korpa zagnjuri u tečnost ida se izvadi iz nje. To uopšte ne bi ni bio problem, pošto bi ciklogram bio veoma jednostavan sa jednim pokretom A+ i odmah zatim sa pokretom A-. Eventualno, mogli bida uvrstimočak i jedno zadržavanje korpe u bazenu (elementom kašnjenja). No, zadatak ipak nije tako jednostavan. Naime, za dobar efekat farbanja ovom metodom je potrebno,da se komadi zagnjure i vade, a ovaj proces da se ponavlja više puta. Takoće se inajmanja porica na površini komada ispuniti farbom. Na ovaj način se farbaju inače sveautomobilske karoserije u nemačkoj, pa i u svetu, jer je antikoroziona zaštita veomaznačajna.

Page 107: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 107/110- 107 -

Recimo da je potrebno komad zagnjuriti i izvaditičetiri puta da bi bili sigurni u postizanju cilja. Ciklogram kretanja cilindra bi bila, znači:

A

t

a

a

START mešanje

KRAJ t

Kako rešiti problem sa određenim brojem istovetnih pokreta do završetka ciklusa?Mogli bi ubaciti jedan brojač, ali bi to poskupeo sistem. Lakši i jednostavniji način će bitisledeći:

Stavićemo u logiku jedan memorijski element sa jednim elementom kašnjenja(vidi sliku 58), gdećemo vreme kašnjenja namestiti na vrednost koje je potrebno zaizvršenje tri pokreta, plus određeno kratko vreme. Takoćemo postići sledeći efekat:memorijski element, koji ima ulogu isključenja sistema, biće uključena (Setovana) svevreme trajanja tri pokreta plus ono malo dodato vreme, a zatimće se isključiti (Clear).Timećemo prekinuti prenos signala za početak pokreta za potapanje, a time i odrediti krajciklusa. Za podrobnije objašnjenje rešenja pogledajte pažljivo sliku 58.

START

b

b

Set

Clear

Cilindar B

Slika 58. Funkcionalna šema sistema

Page 108: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 108/110- 108 -

6.2. Sistem upravljanja autobuskim vratimaSledeći zadatak je da se sastavi sistem za upravljanje otvaranjem i zatvaranjem

vrata na autobusima. Kao raešenje se može predpostaviti slučaj koji smo već videli udosadašnjim razmatranjima, naime da se ugradi poseban prekidač za otvaranje i posebanza zatvaranje, ali to bi bilo loše rešenje. Zašto? Iz bedbednosnih razloga. Naime, rukovaoc,u našem slučaju šofer, mora imati mogućnost trenutačnog prekidanja toka izvršenja tekućenaredbe i izdavanja suprotne naredbe. Zamislimo samo slučaj kada se neko od putnika priklješti u vratima prilikom zatvaranja. Vozač mora sa pritiskom na isti taster, sa kojim jeizdao naredbu za zatvaranje vrata i da izda naredbu za otvaranje. Mogao bi koristiti i drugitaster, no u tom slučaju bi bilo potrebno određeno vreme za premeštanje prsta naodgovarajuće mesto. Za to vreme se zatvaranje može završiti, a šta se dešava pri tome sa putnikom, možemo zamisliti.

Drugo pitanje su brzine otvaranja i zatvaranja. Njihova različitost se rešava na poznat način, pomoću dva prigušna ventila na razvodniku za snabdevanje cilindra.Konačno rešenje ćemo dati samo u obliku funkcionalne šeme (slika 59), dok seobjašnjenje prepušta Vama.

m

Slika 59. Pneumatski sistem za rukovanje autobuskim vratima

Page 109: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 109/110- 109 -

6.3. Uređ aj za bimanuelno upravljanjeSledeći, a u našem kursu i zadnji zadatak, koji se mora rešiti je tzv. bimanuelno

upravljanje. Očemu se radi? U praksi se možemo susretati sa izvršnim organima(mašinama) pneumatskog iličešće hidrauličkog pogona, koji imaju ulogu sečenja, presovanja ili sl. Kod takvih mašina je obavezo korišćenje sigurnosnih uređaja, koji štiterukovaoca od ozleda. Možemo predpostaviti težinu neke ozlede na presi, ako se slučajnoostavi ruka o radnoj zoni. Zaštitni uređaj možemo ubaciti u obliku rešetke koja se spušta pre uključivanja prese, no to rešenje iziskuje posebne uređaje za pokretanje rešetke.Jednostavnije je da se definiše sistem za izdavanje naredbe pomoću dva prekidača. Zato sei sistem zovebimanuelni . No, sam broj prekidača još nije dovoljan, naime ta dva prekidača se mogu pritisnuti i s jednom rukom, ako su preblizu jedan drugom. Tako je jasno da se oni moraju postaviti na udaljenost veći od širine šake. Ali, ni to ne daje potpunu sigurnost ako se ostavi mogućnost fiksiranja jednog i "dopritiskivanja" drugog prekidača. Rukovaoci bi se tog rešenja sigurno setili, pa bi bimanuelno pretvorili učistomanuelni. Glavni nam je zadatak to, da se sistem sastavi tako, da se od rukovaoca zahteva pritiskanje dva prekidača istovremeno. No, taj pojam istovremenosti se shvata realno kao, pritiskanje dva prekidača sa veoma malom vremenskom razlikom. Ta razlika je otprilikedeseti deo sekunde. Znači, sistemće se pokrenuti samo ako se dva prekidača pritisnu obau intervalu vremena od 0,1 sec. Na slici 60. se to vreme namešta na elementu kašnjenja I.

No, ako mi dopustite, ne bi se dublje upustio u objašnjavanje funkcionisanja datogsistema, nego bi vam to ostavio za "domaći". Inače, jedno zanimljivo pitanje bi vamtakođe ostavio za razmišljanje:čemu služi element za kašnjenje II ?

a

b

kašnjenje I

kašnjenje II

a+b

a b

A+

A-

Slika 60. Funkcionalna šema pneumatskog sistema za bimanuelno upravljanje

Page 110: 5x user guide

8/14/2019 5x user guide

http://slidepdf.com/reader/full/5x-user-guide 110/110

7. Završne napomene

Evo nas na kraju kursa iz pneumatike. Na kraju bi vam obratio pažnju na nekesitnice. Kao prvo, sa ovim stečenim znanjem iz ovog predmeta imate osnove. Nadgradnjuna ove osnove morate steći Vi sami. Naime, nadgradnja se svakim danom razvija u svetu, pa u slučaju da se nađete sa nekim zadatkom, moraćete malo da se pozabavite i raznimsavremenim rešenjima. No, sagledavanje tih rešenja Vam neće zadavati nikakve teškoćeako ste savladali osnove.

A kao drugo: nadam se da sa ovim stečenim znanjem, u buduće kad se sretnete sanekim pneumatskim sistemom, bilo u nekoj fabrici, autobusu itd. prepoznaćete je i znatisve o njegovom funkcionisanju.

Sledeći korak koji ćemo načiniti je druga oblast Fluidne tehnike, a to jeHIDRAULIKA.