Automatyka i cała reszta świata..
Get Adobe Flash player

W tym rozdziale podzielę się z wami odrobiną wiedzy z zupełnych podstaw która przyda się Wam nim zabierzecie się do budowy pierwszych układów.

1) Pamiętajcie że nic nie jest ważniejsze niż BEZPIECZEŃSTWO

Pneumatyka wydaje się całkiem bezpieczna – tak się wydaje do czasu … Niestety jak z każdą energią należy uważać i przestrzegać określonych zasad . Poniżej najważniejsze zagadnienia z nimi związane :
– Musicie przestrzegać wszelkich i obowiązujących norm i przepisów związanych z bezpieczeństwem Waszym jak i urządzenia które będziecie wykonywać.
– Każdorazowo przeprowadźcie analizę ryzyka dla układu który projektujecie. Osłony, zabezpieczenia, szybkie odcięcie zasilania powietrza itd – to tylko niektóre z elementów które mogą zaoszczędzić Wam i innym wielu przykrości w przyszłości.
– Myślcie, myślcie, myślcie.. to naprawdę nie boli. Jeżeli nie jesteście czegoś pewni – pytajcie, dzwońcie, piszcie..
– W pracy zawodowej – jeżeli uważacie że układ który ktoś każe Wam wykonać może być niebezpieczny – odmówcie wykonania lub zażądajcie polecenia na piśmie. Za pół roku nikt się nie przyzna że pamięta jak protestowaliście…
Najczęstsze wypadki i błędy zagrażające bezpieczeństwu przy pracy z pneumatyką :

– Przytrzaśnięcie, przygniecenie części ciała ( najczęściej ręki lub palców) przez napęd – np. siłownik lub element do niego zamocowany.  To nie żarty – siłownik dzięki sprężonemu powietrzu uzyskują znaczną siłę : dla przykładu podaję siłę nacisku ( podnoszenia ) siłownika  przy ciśnieniu 6 BAR i różnych średnicach tłoka
fi 20 – 19,2kg ( 0,188KN)
fi 40 – 76,885kg ( 0,754 KN)
fi 63 – 190.772 KG (1,82KN)
fi 80 – 307,539KG ( 3,016KN)
Więc niewinnie wyglądający siłowniczek o średnicy fi 40 i  nawet króciutkim skoku może zrobić wielką krzywdę. Nie wierzycie? Połóżcie rękę na czymś twardym – np. betonie i niech ktoś zrzuci Wam na paluszki z np. metra stalową bryłę o wadze 75 kg, albo po prostu skoczy podkutymi butami..Żartowałem – nie próbujcie tego. W tym uwierzcie mi na słowo . 🙂  Sam byłem świadkiem jak urządzenie napędzane przez siłownik fi 50 obcięło palce.
– Sprawdzajcie zamocowanie węży pneumatycznych – wyrwanie takiego przewodu – nawet fi 4 mm przy ciśnieniu 6 BAR może pozbawić nas np. oka.  Zawsze po montażu sprawdźcie połączenia lub odsuńcie się przed załączeniem powietrza na bezpieczną odległość.
– Wyłączenie awaryjne urządzenia musi zamknąć dopływ sprężonego powietrza i opróżnić układ- jak KAŻDEGO ŹRÓDŁA ENERGII. W przeciwnym wypadku gdy komuś przygniecie palce – wyłączenie awaryjne nic nie da.
– Przewidujcie sytuacje związane z nagłym spadkiem ciśnienia powietrza w instalacji – np. z powodu rozerwania przewodu doprowadzającego, błędnie zamkniętego przez kogoś zaworu itd. Większość napędów pneumatycznych w przypadku braku zasilania da się swobodnie ruszać. Jeżeli siłowniki będą utrzymywały coś nad sobą – gdy zabraknie powietrza – szybko opadną.
– Stosujcie w maszynach wyłączniki pneumoelektryczne – informujące urządzenie o zbyt niskim ciśnieniu powietrza. W przeciwnym wypadku może dojść do przykrych niespodzianek.
– Podczas prac montażowych i obsługowych zawsze sprawdźcie czy układ zasilający został zamknięty i  odpowietrzony. Samo zamknięcie zawory zasilającego może nic nie dać ponieważ w kolektorach i przewodach może zachować się wystarczająca ilość powietrza by Was skrzywdzić .
– Sprężone powietrze zabiera ze sobą wszystkie elementy które jest w stanie unieść – dlatego często dochodzi do zapruszenia lub wbicia coś w oko w sytuacji jak sobie ułatwiając życie chcemy coś przedmuchać czy wyczyścić. OKULARY to nie wstyd ( przy okazji – zazwyczaj tylko młodzi pracownicy zapominają o okularach udowadniając sobie i innym swą mądrość i doświadczenie – oni wiedzą wszystko i nie popełniają błędów. Starsi pracownicy którzy byli na okulistyce ze 3 razy – zawsze pamiętają ( jak ja – ostatni raz pani okulistka wyciągając mi coś wbitego w rogówkę pytała ile mam odłożone na jej przeszczep – i poinformowała mnie ile się na to czeka… )
– Nie przekraczajcie ciśnienia powietrza podanego przez producentów sprzętu. Ciśnienie 6 BAR w instalacji w zupełności wystarczy w 98% aplikacji. TO NIE HYDRAULIKA!!
– Przypomnijcie sobie prawa fizyki związane z gazami i siłami 🙂 – szczególnie przed genialnymi pomysłami z domowej roboty zbiornikami, kolektorami itd. Pamiętajcie że siły działają we wszystkich kierunkach – i im większa powierzchnia zbiornika – siły działają coraz większe.  Na zbiornik w kształcie sześcianu 100mm x 100mmx100mm – przy ciśnieniu 6 Bar działają od środka siły rozsadzające o wielkości ponad 3,5 TONY ( ok. 3600kg) – a to tylko pudełko o boku 10 cm…
– Przy projekcie zawsze analizujcie wszelkie zdarzenia nietypowe, awarie, wyłączenia w czasie pracy, ręczne zadziałanie jakiejś krańcówki… To tylko maszyna. Jezeli w sterowaniu będzie jakikolwiek słaby punkt – to na pewno wcześniej czy póżniej udowodni że prawo Murphyego działa w 100 % 🙂

 

 

2) Projektowanie i dobór :
Normalizacja ma w pneumatyce bardzo duże znaczenie. Jak to tylko możliwe kupujcie siłowniki wykonane w-g norm. Nie dajcie się skusić na malutkie firmy czy ofertę wyprzedaży starych zapasów. Siłownik czy zawór znormalizowany wymienicie później 1:1 bez problemu. A z cudem zamontowanym w-g natchnienia konstruktora… Musicie zdawać sobie sprawę że siłowniki wykonywane na zamówienie są dużo droższe i nie zawsze dostępne. A przerobienie mocowań i gwintów przy konieczności wymiany może pociągnąć za sobą naprawdę duże koszty.

 

 3) Uwagi eksploatacyjne
Skraplanie wody : woda w instalacjach pneumatycznych należy do podstawowych czynników skracających żywotność podzespołów lub wręcz uniemożliwiających ich pracę. Powietrze może wchłonąć w zależności od kilku czynników określoną ilość wody.  Jeśli np. temperatura sprężonego powietrza spadnie z 30 stC do 10 stC (np.  pomiędzy sprężarką a halą produkcyjną) ilość wody którą powietrze może utrzymać spada z ok. 30g/m3 do 10 g/m3 . Pozostałą część wody jest wytrącana w formie kropel. Woda ta musi zostać odprowadzana przez stacje osuszania – zamontowane na sprężarce jak i na każdym końcowym urządzeniu by nie powodować korozji i innych uszkodzeń.

Inne zanieczyszczenia powietrza : Olej w postaci mgły olejowej ze sprężarek może dostać się do instalacji pneumatycznej. Nie nadaje się on do smarowania podzespołów pneumatycznych dlatego należy go bezwzględnie usuwać. Tak samo inne zanieczyszczenia – cząstki kurzu, sadzy – mogący powodować poważne awarie układów. Do usuwania takich zanieczyszczeń służą odpowiednie filtry i odolejacze.

4) Zespoły przygotowania powietrza : Czasami wydaje się że jest to niepotrzebny wydatek ponieważ nie biorą udziału bezpośrednio w procesie działania urządzenia i nie są niezbędne. Jednakże biorąc pod uwagę ew. uszkodzenia napędów czy układów sterowania nawet z  ekonomicznego punktu widzenia należy je stosować. Tak jak filtr oleju napędowego  w samochodzie z silnikiem Diesla.
Dobór zespołu : układy przygotowania powietrza powinny być znacznie przewymiarowane, nie spowoduje to problemów przy ew. zmianach parametrów pracy, przedłuży to żywotność filtrów i poprawi stabilność zasilania .
Funkcje zespołu : ( w zależności od wybranej opcji i konfiguracji zespołu )
– Filtr cząstek stałych – o dokładności filtrowania w zależności od jakości powietrza które chcemy utrzymać.  Zazwyczaj wykonane z brązu spiekanego.
– Filtr substancji ciekłych – działa zazwyczaj na zasadzie siły odśrodkowej. Filtr może być wyposażony w automatyczny spust kondensu – lub należy pamiętać o odwanianiu ręcznym
– Mikro filtry i super mikro filtry – używane w specjalnych zastosowaniach filtrują powietrze z dużą dokładnością. Zalecane np. w farmacji.
– Regulator ciśnienia – stabilizuje ciśnienie powietrza po stronie wtórnej, niezależnie od poboru powietrza przez urządzenie. Przydatnym jest także manometr na którym można sprawdzić nastawy.
-Smarownica sprężonego powietrza umożliwia smarowanie komponentów pneumatycznych. Olej pobierany ze zbiornika przez przepływające powietrze jest rozpylany . Smarownica działa tylko gdy powietrze przepływa.  Należy pamiętać że że do naolejaczy można stosować tylko specjalny olej wyszczególniony w specyfikacji producenta. Najgorsza rzecz jaka może się zdarzyć to brak oleju w naolejaczu. Olej w powietrzu wypłukuje smary stałe fabrycznie wykorzystane przy budowie podzespołów, i przerwanie naolejania może doprowadzić do zatarć i innych uszkodzeń. Pamiętajmy – jak już zaczęliśmy naolejać powietrze – musimy to kontynuować do końca pracy. Bardzo ważnym jest także właściwe dozowanie oleju – tzn. max. 25mg/m3. Mgła olejowa nie może powodować  tworzenia się kropli w instalacji – może to uniemożliwić ich prawidłową pracę.

Opis przyłączy komponentów pneumatycznych w-g ISO 5599

Zasilanie 1 lub P
Wyjścia robocze 2,4 lub B,A
Przyłącza odpowietrzania 3,5 lub S,R,T
Przyłącza pilotowe ( sygnałowe) – 10(kasuje sygnał wejściowy), 12,14 lub Z ( kasuje sygnał wejściowy)YZ
Przyłącza pilotów 81(12) 81(14)
Odpowietrzniki pilotów pneumatycznych 83(82), 83(84)
Przyłącza przeciekowe L

Zobacz też :

Sterowniki PLC – czyli wielka szafa sterownicza w małej skrzyneczce…

………………..Programowanie PLC – pierwsze lekcje 

Pneumatyka – czyli zabawy sprężonym powietrzem

Automatyka i sterowanie

………………….Najczęściej wykorzystywane podzespoły w automatyce :

………………….czujniki optyczne,
…………………indukcyjne

Klasyfikacja IP