Elements Basics Dels Automatismes Pneumatics

Elements bàsics dels automatismes pneumàtics Els automatismes són mecanisme que permeten que un aparell o un sistema pugui funcionar sense intervenció humana. Per aconseguir-ho es precisaran elements com els finals de cursa per detectar posicions o les portes lògiques. Aquestes portes lògiques es comporten d'una forma similar a la dels circuits elèctrics o electrònics. Normalment, tots aquests circuits de control estan diferenciats i funcionen amb una altra presió. Aquest circuits en pneumàtica s'anomenen de pilotatge. Vàlvula de simultaneïtat o funció lògica I (and) En la vàlvula de simultaneïtat s’obté solament pressió en la sortida sempre que si hi ha pressió en les dues entrades. Actuen com una porta lógica I Una utilitat d'aquest tipus de vàlvula pot ser per seguretat. Es pot obligar que els operaris que han de fer funcionar una premsa hagin de pressionar sempre dos polsadors (un a cada mà) per evitar accidents. Funció lògica I

La vàlvula de simultanïetat es pot substituir per dos o més distribuïdors posats en sèrie.

Vàlvula selectora de circuit o funció O (or) La vàlvula selectora de circuit, dóna pressió a la seva sortida si en qualsevol de les dues entrades té pressió. Aquest tipus de vàlvula pot ser adeuada per fer funcionar una màquina des de dos punts diferents.

Funció lògica O

No es pot substituir per dos distribuïdors en paral·lel, en activar-ne un s’escaparia la pressió per l’altre.

Finals de cursa S’anomena final de cursa o final de carrera a un dispositiu amb el qual detectem el desplaçament d'una part mòbil d’una màquina o dispositiu. Aquest element permet donar una ordre al sistema per tal de parar o generar una altra acció. En els sistemes pneumàtics, habitualment els finals de carrera són vàlvules distribuïdores accionades per un rodet com el mòdul EDU-A2-2. Els cilindres de la dotació duen un cilindre amb acabaments troncocònics que fa de lleva, per tal de facilitar l’accionament del rodet.

Final de cursa

Cilindre amb la lleva

Habitualment els finals de cursa queden pressionats amb la lleva i per tant mantenen la informació fins que la lleva que els pressiona es mou. Aquest pot ser el motiu pel que alguns automatismes no funcionin corectament. Per evitar aquest problema hi ha finals de cursa retràctil (escamotejables) o abatibles que solament donen un pols de senyal en el moment que són pressionats.

Tot i que molts cops s’utilitza un rodet per facilitar el moviment, també s’utilitzen finals de cursa amb palanques o barnilles. Es poden trobar més tipus d'accionaments manuals o automàtics en els catàlegs de Norgren.

Pilotatge Igual que en els circuits elèctrics i electrònics, en els circuits pneumàtics es pot diferenciar una part de control i una part de potència. En la part de control es realitzarà la part de lògica del circuit. La part de potència, tindrà exclusivament els elements per controlar els actuadors. En un circuit elèctric/electrònic pot quedar molt clar com s'utilitzen les diferents corrents i tensions. Un circuit integrat (μA) contola un transistor (pocs mA). Aquest a un relé (molts mA) que controla a un contactor (A) que posa en marxa un motor trifàsic de 380V (bastants A)

En pneumàtica en el pilotatge s’acostuma a treballar a una pressió relativament baixa (de 4 a 6 bar) i la part de potencia pot ser la mateixa o completament diferent (fins a 16 bars o també amb buit). La part de potència és bàsicament un sol distribuïdor que controla un actuador. El circuit de potencia es sol dibuixar amb una línia continua i la de pilotatge amb línia discontínua. En molts circuits simples en que no hi ha complicacions molts cops s'ignora la diferencia.

Circuit amb pilotatge pneumàtic

En les practiques dels propers temes es veurà que el pilotatge també pot ser elèctric en els circuits electropneumàtics.

Pilotatge pneumàtic

Circuits pneumàtics S’ha de muntar una sèrie de circuits exclusivament pneumàtics aplicant diversos tipus de lògiques. La practica s’inicialitza amb la aplicació de les portes “O” i “I” i els seus equivalents amb distribuïdors. Després es muntaran diversos circuits amb pilotatge per veure les diferents possibilitats que ofereix. Són importants en les automatitzacions els circuits en que a partir d’una ordre fan un cicle complert i es paren fins que reben una altre ordre (cicle semiautomàtic) i els que en posar-los en marxa van repetint cicles fins que els parem (cicle automàtic). Per finalitzar es realitzaran circuits en els que controlarem més d’un actuador. Aquest tipus de circuits habitualment es realitzen enllaçant ordres de forma que el moviment en un cilindre, n'inicialitza un altra Munteu sobre la base els següents circuits.

Circuit 3.1. Cilindre de simple efecte controlat des de dos punts. Funció lògica O. En la dotació de l’equip BTT03 no es disposa de cap polsador. Es va preferir disposar de dos interruptors d’accionament manual per palanca EDU-A2-1 i EDU-A2-3. L'acció de tancar i obrir un interruptor es pot considerar com a substitut d'un polsador però s'ha de deixar molt clar aquest funcionament quan es realitzen practiques amb els alumnes. Per realitzar l'acció de polsadora també es pot utilitzar un distribuïdor accionat amb rodet en lloc d’un polsador. Un cop muntat el circuit, s’ha de comprovar que el cilindre actua en polsar qualsevol dels polsadors (palanca i rodet)

Circuit teòric amb 2 polsadors. No es pot muntar al no disposar de polsadors

Circuit amb un distribuïdor accionat per palanca i un per rodet

Circuit 3.2. Cilindre de simple efecte controlat des de dos punts simultàniament. Funció lògica I. Per realitzar aquest muntatge tan sols s’ha de substituir la vàlvula O per la I en el circuit anterior. Un cop muntat el circuit, s’ha de comprovar que el cilindre actua en polsar únicament tots dos polsadors (palanca o rodet) a la vegada

Circuit 3.3. Cilindre de simple efecte controlat des de dos punts simultàniament. Funció lògica I realitzada amb distribuïdors accionats manualment amb palanca. Aquesta és una altra forma de realitzar el circuit anterior. Per realitzar el circuit es precisen dos distribuïdors 3/2. La dotació disposa d'un de 3/2 i d'un 5/2. Es pot aprofitar el de 5/2 i convertir-lo en 3/2 posant un tap en una de les sortides.

Distribuïdor 5/2 transformat en un 3/3 amb un tap

Circuit 3.4. Cilindre de doble efecte controlat per pilotatge. Aquest muntatge també es pot considerar com a memòria lògica. En accionar les palanca per sortir o entrar el cilindre, el distribuïdor central es mante en la seva posició fins que rep una senyal per realitzar l’altre moviment. En el cas dels distribuïdors monostables (retorn per molla), és aquesta la que fa retornar el distribuïdor a la seva posició inicial en desaparèixer el senyal pneumàtic. Aquest circuit tindria més sentit didàctic si es disposés de dos distribuïdors accionats per polsadors com ja s’ha descrit anteriorment. S’ha d’anar amb compte que si es manté activada una de les palanques, aquesta no permetrà que l’altra pugui realitzar el canvi.

Es pot subtituir el cilindre de doble efecta per un de simple efecte tapant una de les sortides de distribuïdor. Circuit 3.5. Circuit semiautomàtic. El canvi d’un dels distribuïdors de palanca per un de rodet, transforma el circuit anterior en un circuit on en donar l’ordre de marxa realitza un únic cicle de treball. S’ha de recordar que s’utilitza la palanca com a polsador. Pot ser interessant didàcticament dibuixar el rodet en el lloc físic on actua però això pot complicar els circuits més complexos. Els alumnes han de ser capaços d’entendre que quan indiquem un fi de cursa en un cilindre (en aquest circuir com a A), aquest s'activarà quan la tija del cilindre el presioni.

cilindre de simple efecte

cilindre de doble efecte

Detecció del final del recorregut amb un distribuïdor de rodet

Circuit 3.6. Circuit automàtic. Si en el circuit anterior s’afegeix el control des de dos punts del circuir 3.3. amb un rodet (sols n'hi ha un en la dotació) i una palanca s’haurà convertit en un circuit automàtic. El fet de sols disposar d’una vàlvula distribuïdora amb rodet, no permetrà el muntatge d’aquest circuit. Solament el podran realitzar aquells que disposin de dos distribuïdors amb rodet (centres grans amb dos dotacions o adquirits pel centre). Com es pot apreciar en l’estat de repòs, el cilindre està pressionant el rodet B. En accionar la palanca canvia d’estat el distribuïdor 5/2 i permet que el cilindre comenci el moviment de sortida. Tan bon punt el rodet B deixa d’estar pressionat pel cilindre, deixa de donar pressió al distribuïdor 5/2. Aquest es manté en la seva posició fins que la tija del cilindre pressiona A. Aleshores el distribuïdor 5/2 rep senyal i canvia, fent que el cilindre reculi.

En arribar la tija a B, i com que la palanca continua accionada el circuit realitzarà una nova seqüència. El circuit es pararà en el moment en que desseleccionem la palanca. En aquest moment el muntatge finalitzarà el cicle i s’aturarà.

Circuit 3.7. Circuit enllaçat. Les senyals d’un final de carrera poden fer que s’iniciï qualsevol altre circuit, Així amb una instrucció de posada en marxa, un o diferents cilindres poden actuar seguint una seqüència determinada. En el circuit proposat el cilindre C1 sortirà (+) en accionar la palanca P. En arribar al final de recorregut A accionarà el distribuïdor amb rodet i farà sortir el cilindre C2 (+). En desactivar la palanca P els dos cilindres retornaran simultàniament a la posició de repòs (–). Si la palanca P es desactiva a la meitat de recorregut de C2 aquest retornarà quan C1 deixi de pressionar A i no finalitzarà el recorregut.

Diagrames

Per representar la seqüència de treball dels cilindres s’acostuma a utilitzar els diagrames espai-temps. Aquest diagrames representen el desplaçament del cilindre. Quan indiquem que la tija del cilindre està sortint direm que el cilindre va a (+) i quan està fent un moviment de retorn direm que va a (–). La velocitat de la tija dels cilindres depèn de la restricció que porten incorporada i per tant pot fer variar el diagrama avançant o retardant els temps i accions (línia blava menys restricció, línia vermella més restricció). En aquest diagrames del circuit anterior 3.7, representa dos cicles diferents. El primer en que el cilindre C2 Finalitza completament el cicle. En el segon, tal com s'ha explicat, C2 no pot finalitzar el recorregut perquè P es desactiva abans de que arribi al final del seu recorregut.