Pneumoautomatikos sistemos ir jų valdymas (laboratorinis darbas)
Laboratorinis darbas Nr. 2
Pneumoautomatikos sistemos ir jų valdymas
Pneumoautomatikos schemose elementai išdėstomi pagal energijos srauto ir informacijos srauto sistemoje kryptį, pradedant energijos paruošimo sistemos elementais bei valdymo signalų formuotuvais ir baigiant vykdymo įtaisais (1 pav.). 
Pneumatiniai vykdymo įtaisai
Vykdymo įtaisų grupę sudaro įvairių tipų, dydžių ir konstrukcijų tiesinio ir sukamojo judesio įrenginiai. Vykdymo įtaisai komplektuojami su išėjimo valdymo įtaisais (skirstytuvais), kurie perduoda reikiamą oro kiekį pageidaujamam judesiui gauti. Siekiant sumažinti nuostolius, šie skirstytuvai turi būti montuojami prie pa ių vykdymo įtaisų ir tiesiogiai sujungti su oro tiekimo linija. Pla iai paplitę tiesiniai pneumatiniai vykdymo įtaisai (pneumocilindrai), jie skirstomi į: viena kryptimi veikian ius cilindrus (vienkryp ius), išvystan ius jėgą tik viena kryptimi (atgal grąžina spyruoklė) (2 pav. a); dviem kryptim veikian ius cilindrus (dvikryp ius), išvystan ius jėgą abiem kryptimis (2 pav. b).
Skirstytuvai
Skirstytuvai – tai įtaisai, nustatantys oro srauto tekėjimo kryptį. Paprastai jie vykdo vieną ar keletą iš šių funkcijų: nukreipia orą į atitinkamas linijas, nutraukia oro tiekimą uždarydami liniją arba sujungdami ją per išmetimo portą su atmosfera. Skirstytuvai apibūdinami valdomų prijungimų (portų) arba kanalų skai iumi ir užimamų pozicijų skai iumi (3 pav). Papildomai suteikiama informacija apie skirstytuvo valdymo būdą. Skirstytuvo konstrukcija turi įtakos jo charakteristikoms – oro debitui, slėgio nuostoliams, ir persijungimo laikui. Skirstytuvo simbolinis žymėjimas palyginti gerai atspindi jo funkcines charakteristikas, ta iau nerodo konstrukcinių jo ypatumų.
Vožtuvai
Pneumatikos schemose naudojami atbuliniai ir jų pagrindu sudaryti dviejų slėgių (“IR”), persijungiantis (“ARBA”), greito išmetimo vožtuvai, o taip pat srautą, slėgį reguliuojantys vožtuvai. Atbuliniai vožtuvai – tai įtaisai, praleidžiantys oro srautą viena kryptimi ir blokuojantys jo tekėjimą priešinga kryptimi (2pav. c). Dviejų slėgių vožtuvas turi du įėjimus ir vieną išėjimą. Suslėgtas oras į vožtuvo išėjimą patenka tik tuo atveju, jei į abu įėjimus tiekiamas oras (2pav. e). Persijungiantys vožtuvas (loginis “ARBA” elementas) turi du ėjimus ir vieną išėjimą. Jei suslėgtas oras tiekiamas į pirmąjį įėjimą, tai antrasis įėjimas uždaromas, o šis suspausto oro signalas veikia išėjime (2pav. d). Greito išmetimo vožtuvai naudojami tuomet, kai norima padidinti cilindrų stūmoklių greitį. Taip galima sutrumpinti cilindro, ypa viena kryptimi valdomo, grįžimo laiką. Valdymo esmė ta, kad, sumažinus pasipriešinimą išmetamam orui, sudaromos sąlygos cilindrui judėti pirmyn arba atgal artimu maksimaliam grei iu. Tai pasiekiama išmetant orą per didelę atidaryto vožtuvo angą prie pat cilindro (2pav. f).
Srauto reguliatoriai (droseliai)
Srauto reguliatoriai arba droseliai riboja tūrinį suslėgto oro debitą abiem oro tekėjimo kryptimis (4 pav. a). Jei lygiagre iai srauto reguliatoriui įmontuojamas atbulinis vožtuvas, debitas reguliuojamas tik viena oro tekėjimo kryptimi (4 pav. b). Reguliatorius gali būti įjungtas į grandinę, kaip atskiras blokas, arba pritvirtintas tiesiog prie cilindro porto. Vienkryp iais droseliais oro srautas droseliuojamas tik viena kryptimi. Atbulinis vožtuvas uždaro oro srautą apvadinėje atšakoje, ir oras priver iamas eiti per droseliuojan ią angą. Orui tekant priešinga kryptimi, atbulinis vožtuvas nesudaro kliūties, kadangi oras apeina droseliuojantį elementą. Tokie elementai naudojami vykdymo įtaisų grei iui reguliuoti ir, jei įmanoma, turi būti montuojami tiesiog prie cilindrų.
Slėgio reguliatoriai
Slėgį valdantys vožtuvai – tai įtaisai, kurie nustato arba reguliuoja linijoje slėgį (4 pav. c). Jie yra skirstomi į tris grupes: 1.Slėgį reguliuojantys vožtuvai. 2.Slėgį ribojantys vožtuvai. 3. Nuosekliai jungiami vožtuvai. Slėgį reguliuojantys vožtuvai yra priskiriami prie oro paruošimo įrangos. Jų paskirtis – palaikyti pastovų slėgį linijoje, kintant oro sunaudojimui. Įėjimo slėgis turi būti didesnis už slėgį, kurį reikia palaikyti išėjime. Slėgį ribojantys vožtuvai paprastai naudojami apsaugos sistemose. Jie apriboja maksimalią slėgio reikšmę iki leistinų ribų. Kai slėgis vožtuvo įėjime viršija maksimalią leistiną reikšmę, vožtuvas atsidaro, ir oro perteklius išmetamas į atmosferą. Vožtuvas bus atviras tol, kol jį uždarys spyruoklė, sumažėjus linijoje slėgiui. Laboratorinio darbo užduotis:
1. Parinkti elementus ir sudaryti vienkryp io cilindro tiesioginio valdymo schemą.
2. Parinkti elementus ir sudaryti dvikryp io cilindro netiesioginio valdymo schemą, veikian ią taip, kad paspaudus mygtuką cilindrą būtų galima įjungti tik tuo atveju, jei yra iš anksto suformuotas leidimo signalas. Atleidus mygtuką arba nutraukus leidimą, cilindras privalo įtraukti savo kotą.
3. Parinkti elementus ir sudaryti dvikrypčio cilindro netiesioginio valdymo schemą, veikian ią taip, kad paspaudus mygtuką, cilindras nedideliu greičiu išstumtų kotą ir, pasiekęs galinę padėtį, automatiškai grįžtų atgal maksimaliai įmanomu greičiu.
4. Parinkti elementus ir sudaryti dvikrypčio cilindro netiesioginio valdymo schemą, veikiančią taip, kad paspaudus mygtuką cilindras išstumtų kotą ir galinėje padėtyje išvystęs nustatytą jėgą, automatiškai įtrauktų kotą. 
.
5. Darbo užduotis:
5.1 Sumodeliuoti pateiktą schemą FluidSim Pneumatics kompiuterine programa (5 pav.) . Nustatyti cilindro “A” srauto reguliatorių atidarymo laipsnį α=5·n %, cilindro “B” srauto reguliatorių atidarymo laipsnis α=10·n %, n – studento eilės numeris dėstytojo sąraše (n=5). Vienoje diagramoje nubrėžti cilindrų pozicijų kitimo kreives, kitoje – cilindrų greičio kitimo kreives (6 pav.).
5 pav.Cilindrų valdymo pneumoautomatinė schema.
6 pav.Cilindrų pozicijų ir greičio kitimo kreivės.
5.2 Pašalinti cilindrų amortizaciją, srauto reguliatorių atidarymo laipsnio nekeisti (7 pav.). Vienoje diagramoje nubrėžti cilindrų pozicijų kitimo kreives, kitoje – cilindrų greičio kitimo kreives (8 pav.).
7 pav.Cilindrų valdymo pneumoautomatinė schema.
8 pav.Cilindrų pozicijų ir greičio kitimo kreivės.
5.3 Nustatyti cilindro “A” srauto reguliatorių atidarymo laipsni a=100 %, cilindro “B” srauto reguliatorių atidarymo laipsnio nekeisti (9 pav.). Vienoje diagramoje nubrėžti cilindrų pozicijų kitimo kreives, kitoje – cilindrų greičio kitimo kreives (10 pav.).
9 pav.Cilindrų valdymo pneumoautomatinė schema.
10 pav.Cilindrų pozicijų ir greičio kitimo kreivės.
6. Išvados:
Nuo srauto reguliatoriaus atidarymo laipsnio, priklauso cilindro stūmoklio išstūmimo ir susitraukimo greitis. Kuo didesnis srauto reguliatoriaus atidarymo laipsnis, tuo greičiau cilindro stūmoklis bus išstumtas ar sutrauktas priklausomai nuo komandos. Pašalinus cilindro amortizaciją, cilindro ištūmimo ir sutraukimo greitis tampa tolygesnis. Iš 6 pav. cilindro stūmoklio išstūmimo ir sutraukimo kreivės matyti, kaip veikia amortizacija: išlindęs ar susistūmęs cilindras dar šiek tiek atšoka ir tik tada pilnai sustoja. Panaikinus amortizaciją, išlindęs ar susitraukęs cilindras iškart sustoja (8 pav.).