Lösungen pneumatische Steuerungen
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Pneumatische <strong>Steuerungen</strong><br />
Wiederholung und Vertiefung<br />
30.03.2012 20:37
Pneumatik<br />
Unter Pneumatik versteht man die technische Anwendung der Druckluft<br />
zur Durchführung von Bewegungsvorgängen an Maschinen und Anlagen.<br />
Vorteile:<br />
• Luft steht praktisch überall in unbegrenzter<br />
Menge zur Verfügung.<br />
• Druckluft ist in Leitungen auch über größere<br />
Entfernungen leicht zu transportieren.<br />
• Druckluft kann in einem Behälter gespeichert<br />
werden.<br />
• Druckluft ist unempfindlich gegen extreme<br />
hohe und niedrige Temperaturen und<br />
Temperaturschwankungen.<br />
• Durch Druckluftentsteht keine Brand-und<br />
Explosionsgefahr.<br />
• Druckluft ist sauber(keine Verschmutzungen<br />
durch austretende Druckluft).<br />
• Einfache Arbeitselemente und Ventile, daher<br />
auch relativ preiswert.<br />
• Druckluft ist ein sehr schnelles<br />
Arbeitsmedium. Daher hohe<br />
Arbeitsgeschwindigkeiten erreichbar.<br />
• Geschwindigkeiten und Kräftesind stufenlos<br />
regelbar.<br />
Nachteile (Negative Eigenschaften):<br />
• Aufwendige Aufbereitung der Luft<br />
notwendig (Schmutz und Feuchtigkeit<br />
dürfen nicht mitgeführt werden).<br />
• Mit Druckluft als Arbeitsmedium ist es<br />
nicht möglich gleichmäßige und konstante<br />
Kolbengeschwindigkeiten zu erzielen.<br />
• Druckluft ist nur bis zu einem gewissen<br />
Kraftaufwand wirtschaftlich. (Bei ca. 6 bis 7<br />
bar liegt die Grenze bei 20.000 bis<br />
30.000N.)<br />
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ANWENDUNG DER PNEUMATIK:<br />
• Energiequelle<br />
• Kompressor<br />
• Die Pneumatik hat ihren festen Platz in der<br />
Automatisierungstechnik. Schnelle Realisierung kleiner<br />
Anwendungen. Die Pneumatik dient zur Steuerung schneller,<br />
ausreichend gleichmäßiger und auch exakter Bewegungen mit<br />
relativ geringem Kraftaufwand.<br />
DRUCKLUFTERZEUGUNG:<br />
• Durch Verdichter (Kompressoren), welche die Luft ansaugen und<br />
auf den gewünschten Arbeitsdruck verdichten (7 bis 9 bar).<br />
• Um Druckschwankungen (wenn gerade Druckluft benötigt wird)<br />
auszugleichen wird diese Druckluft in eigenen<br />
Druckluftbehältern (Speicher bzw. Druckkessel) gespeichert.<br />
AUFBEREITUNG DER DRUCKLUFT:<br />
• Zur Entfernung von Schmutz und Feuchtigkeit (Kondenswasser),<br />
sowie Regelung der Druckluft (inkl. Anzeige mittels Manometer)<br />
und Beimengung von geringsten Mengen feinzerstäubtem Öl<br />
werden in Pneumatikanlagen sogenannte Wartungseinheiten<br />
verwendet.<br />
• Sie dienen gegen möglichen Verschleiß und zum Schutz vor<br />
Korrosion.<br />
Energiequelle<br />
Kompressor<br />
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Die Wartungseinheit<br />
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Beeinflussbare Größen in Pneumatikanlagen<br />
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Aktuatoren – <strong>pneumatische</strong> Arbeitselemente<br />
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Aktuatoren – <strong>pneumatische</strong> Arbeitselemente<br />
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Ventile (Stellglieder, Prozessoren und Sensoren<br />
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Ventile (Stellglieder, Prozessoren und Sensoren<br />
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1 Einfache <strong>pneumatische</strong> <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 1: Direkte Ansteuerung:<br />
Es soll durch Betätigung eines Druckknopfes der Kolben ausfahren und nach Loslassen dieser Taste wieder<br />
einfahren.<br />
a) Einfach wirkender Zylinder b) Doppelt wirkender Zylinder<br />
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2 Einfache <strong>pneumatische</strong> <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 2: Indirekte Ansteuerung eines Doppeltwirkenden Zylinders:<br />
Es soll durch Betätigung eines Druckknopfes der Kolben ausfahren und nach Loslassen dieser Taste wieder<br />
einfahren.<br />
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3 Einfache <strong>pneumatische</strong> <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 3: Willensabhängige Steuerung eines Doppeltwirkenden Zylinders:<br />
Durch zwei Wegeventile mit Druckknopf und Hebel soll ein DWZ so angesteuert werden, dass der Kolben<br />
beim Betätigen des Druckknopfes ausfährt, auch beim Loslassen noch solange in der vorderen Endlage<br />
stehen bleibt, bis über das Wegeventil mit dem Hebel das Gegensignal für das Einfahren gegeben wird.<br />
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Der Systemschaltplan<br />
(Struktur <strong>pneumatische</strong>r Systeme):<br />
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4 Pneumatische <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 4: Wegabhängige Steuerung eines Doppeltwirkenden Zylinders:<br />
Durch ein Wegeventil mit Druckknopf soll ein DWZ so angesteuert werden, dass der Kolben beim<br />
Betätigen des Druckknopfes ausfährt und nach Erreichen seiner vorderen Endlage automatisch und<br />
selbsttätig wieder einfährt. Inkl. Absperrventil und Wartungseinheit - vereinfacht.<br />
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5 Pneumatische <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 5: Kontinuierliche Hin- und Herbewegung eines DWZ mit der Möglichkeit einer<br />
Abschaltung:<br />
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Geschwindigkeitsregulierung eines DWZ mittels<br />
Drosselrückschlagventilen (verlangsamen der<br />
Kolbengeschwindigkeit)<br />
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6 Pneumatische <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 6:<br />
Der Kolben eines DWZ soll nach Betätigung entweder eines Druckknopfes oder eines<br />
Hebels sehr langsam ausfahren und dann nach Erreichen seiner vorderen Endlage selbsttätig<br />
sehr schnell wieder einfahren. (Vereinfachte Darstellung der Versorgungsebene)<br />
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7 Pneumatische <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 7:<br />
Der Kolben eines DWZ soll nach Betätigung eines Druckknopfes und eines Hebels sehr<br />
langsam ausfahren und dann nach Erreichen seiner vorderen Endlage selbsttätig sehr schnell<br />
wieder einfahren. (Vereinfachte Darstellung der Versorgungsebene)<br />
30.03.2012 20:37
8 Pneumatische <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 8:<br />
Der Kolben eines DWZ soll nach Betätigung eines Druckknopfes und eines Hebels sehr<br />
langsam ausfahren und dann nach Erreichen seiner vorderen Endlage selbsttätig, oder<br />
vorzeitig durch Betätigung eines weiteren Druckknopfes, sehr schnell wieder einfahren.<br />
(Vereinfachte Darstellung der Versorgungsebene)<br />
30.03.2012 20:37
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9 Pneumatische <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 9:<br />
Der Kolben eines DWZ soll nach Betätigung eines Druckknopfes sehr langsam ausfahren<br />
(ausnahmsweise zuluftgedrosselt) und nach Erreichen eines Drucks von ca. 3,5 bar<br />
selbsttätig wieder einfahren. (Vereinfachte Darstellung der Versorgungsebene)<br />
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10 Pneumatische <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 10<br />
Der Kolben eines DWZ soll nach Betätigung eines Druckknopfes sehr langsam ausfahren<br />
und nach eindeutigem Erreichen seiner vorderen Endlage, aber erst nach ca. 10 s, selbsttätig<br />
wieder einfahren. (Vereinfachte Darstellung der Versorgungsebene)<br />
30.03.2012 20:37
Darstellungsmöglichkeiten des Arbeitsablaufs<br />
30.03.2012 20:37
Darstellungsmöglichkeiten des Arbeitsablaufs<br />
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11A Einfache <strong>pneumatische</strong> <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 11 (nach dem vorherigen Weg-Schritt-Diagramm):<br />
Durch ein Wegeventil mit Druckknopf soll ein DWZ so angesteuert werden, dass der Kolben<br />
beim Betätigen des Druckknopfes ausfährt und ein Paket nach vorne bewegt. Danach soll<br />
der Kolben eines zweiten Zylinders dieses Paket in eine Schachtel schieben. Anschließend<br />
soll zuerst der Kolben des Zylinders 1 und dann der Kolben des Zylinders 2 einfahren.<br />
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11L Einfache <strong>pneumatische</strong> <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 11 (nach dem vorherigen Weg-Schritt-Diagramm):<br />
Durch ein Wegeventil mit Druckknopf soll ein DWZ so angesteuert werden, dass der Kolben<br />
beim Betätigen des Druckknopfes ausfährt und ein Paket nach vorne bewegt. Danach soll<br />
der Kolben eines zweiten Zylinders dieses Paket in eine Schachtel schieben. Anschließend<br />
soll zuerst der Kolben des Zylinders 1 und dann der Kolben des Zylinders 2 einfahren.<br />
30.03.2012 20:37
12A Einfache <strong>pneumatische</strong> <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 12:<br />
Durch ein Wegeventil mit Druckknopf soll ein DWZ so angesteuert werden, dass der Kolben<br />
beim Betätigen des Druckknopfes langsam ausfährt und anschließend sofort wieder einfährt.<br />
Anschließend soll der Kolben des Zylinders 2 ebenfalls langsam ausfahren und sofort wieder<br />
einfahren.<br />
30.03.2012 20:37
12L Einfache <strong>pneumatische</strong> <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 12:<br />
Durch ein Wegeventil mit Druckknopf soll ein DWZ so angesteuert werden, dass der Kolben<br />
beim Betätigen des Druckknopfes langsam ausfährt und anschließend sofort wieder einfährt.<br />
Anschließend soll der Kolben des Zylinders 2 ebenfalls langsam ausfahren und sofort wieder<br />
einfahren.<br />
30.03.2012 20:37
13A Einfache <strong>pneumatische</strong> <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 13:<br />
Durch ein Wegeventil mit Druckknopf soll ein DWZ so angesteuert werden, dass der Kolben<br />
des 1. Zylinders ausfährt. Wenn dieser die vordere Endlage erreicht hat, soll die Kolbenstange<br />
des 2. Zylinders ebenfalls ausfahren und sofort, selbsttätig wieder einfahren. Danach soll die<br />
Kolbenstange des 1. Zylinders ebenfalls wieder in die Ausgangslage zurückkehren.<br />
30.03.2012 20:37
13L Einfache <strong>pneumatische</strong> <strong>Steuerungen</strong><br />
Übung 13:<br />
Durch ein Wegeventil mit Druckknopf soll ein DWZ so angesteuert werden, dass der Kolben<br />
des 1. Zylinders ausfährt. Wenn dieser die vordere Endlage erreicht hat, soll die Kolbenstange<br />
des 2. Zylinders ebenfalls ausfahren und sofort, selbsttätig wieder einfahren. Danach soll die<br />
Kolbenstange des 1. Zylinders ebenfalls wieder in die Ausgangslage zurückkehren.<br />
30.03.2012 20:37
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