Pneumatiek en ventielen

• Elektriciteit
• Secundair onderwijs

Pneumatiek en ventielen

Pneumatiek en ventielen

Als we straks het leslokaal verlaten...

...dan hebben we inzicht verworven in de werking en toepassing van pneumatische ventielen, sensoren en transportband onderdelen.

We kunnen (relais)schema's ontwerpen en toepassen voor de sturing van een gelijkstroommotor (van een transportband).

Wie kan mij helpen de werking van onderstaand schema te verklaren?

Wie kan mij helpen de werking van onderstaand schema te verklaren?

1V1: 5/2 bistabiel ventiel

1V2: 3/2 monostabiel ventiel

1V3: 3/2 monostabiel vantiel

1.0: dubbelwerkende cilinder

Werking pneumatische schakeling:

In rust staan de 3/2 ventielen 1V2 en 1V3 onderdruk, via de voedingsaansluitpoort 1. Ze nemen tevens hun ruststand in. De schakelaar bediening werd niet ingedrukt, waardoor de veer de grootste kracht uitoefent op het binnenwerk van het ventiel. Beide ventielen staan in de linkse stand.

Het 5/2 ventiel wordt hierdoor niet omgeschakeld en blijft ook in zijn ruststand (linkse stand) staan.

De ruststand van het 5/2 ventiel betekend dat de cilinder ingedrukt blijft. De ruststand van de cilinder.

3/2 ventiel in de linkse stand (ruststand)

5/2 ventiel in de linkse stand (ruststand)

Werking pneumatische schakeling:

Wanneer we de schakelaar-bediening van ventiel 1V2 indrukken, wordt de druk die wij uitoefenen groter dan de kracht van de veer. Waardoor het binnen mechanisme naar rechts verschuift. De druk op de voedingsingang  1 van ventiel 1V2 wordt doorgegeven aan de stuurpoort 14 van het 5/2 ventiel. Waardoor deze laatste naar rechts verschuift. De voedingsingang van het 5/2 ventiel wordt hierdoor verbonden met de rechterzijde van de cilinder. De cilinder wordt terug naar buiten geduwd. Het 5/2 ventiel is een bistabiel ventiel en blijft in deze stand staan.

3/2 ventiel in de linkse stand (ruststand)

5/2 ventiel in de linkse stand (ruststand)

Voordelen pneumatiek

• pneumatiek is veilig om mee te werken;
• perslucht is eenvoudig op te slaan;
• pneumatiek is goedkoop;
• pneumatiek kan gebruikt worden in exposiegevaarlijke ruimte;
• perslucht verplaatst zich erg snel en de ventielen hebben een korte schakeltijd. Hierdoor kan er efficiënt worden gewerkt.

Wat zijn ventielen?

• zijn praktisch gezien de schakelaars van pneumatiek.;
• houden perslucht tegen of laten perslucht door;
• schakelen door middel van een PLC;
• worden geschakeld door middel van elektriciteit, mechanica of perslucht;

2 Soorten ventielen

Veerretour: bij onbediende stand is de kamer met dit symbool geschakeld

3/2 ventiel - bv. om de stroom (de flow) van vloeistoffen of gassen te regelen.

perslucht aansluiting = 1;

actuator = 2;

ontluchtingsventiel = 3;

actuator = 4;

ontluchtingsventiel = 5

5/2 ventiel - bv. voor de sturing van dubbelwerkende cilinders

Bij onbediende stand is de kamer met de aanduiding van de streepjeslijn (aansluiting stuurpoort 12) geschakeld

1 = perslucht aansluiting;

2 = actuator;

3 = ontluchtingsventiel

00:00

Hoe een elektrisch gestuurd pneumatisch 5/2 ventiel werkt

Industriële sensoren

Industriële sensoren

Wanneer we een voorwerp voor de sensor houden gaat deze hierop reageren. Het elektronisch circuit reageert via de basis (B) van de PNP transistor, door deze met een negatieve spanning te verbinden. De PNP transitor wordt als het ware geleidend gemaakt tussen de Emittor (E) en de Collector (C). De transistor gaat werken als een schakelaar.

Inductieve sensor van het type PNP

Industriële sensoren

De gele draad, van de PNP sensor, wordt aangesloten op de + pool van de spanningsbron. De blauwe draad wordt aangesloten op de - pool van de spanningsbron. De zwarte draad van de PNP sensor wordt aangeboden aan de input van de belasting, in dit geval een lamp. De uitgang van de lamp wordt geconnecteerd met de - pool van de spanningsbron. Bij een PNP sensor wordt de input van de belasting aangesloten aan de positieve pool van de spanningsbron.

Inductieve sensor van het type PNP

Industriële sensoren

In deze figuur wordt een PLC input module aangesloten op de PNP sensor.  De sensor staat in Sourcing modus. Dat wil zeggen dat hij een positief signaal uitstuurt wanneer er zich voor de sensor een voorwerp bevindt. Dat positief signaal wordt aangeboden aan de input zijde van de PLC module. De andere zijde van de PLC wordt verbonden met de negative pool van de spanningsbron. De PLC module staat in Sinking modus.

Inductieve sensor van het type PNP

Industriële sensoren

Voorbeeld van een NPN sensor

Industriële sensoren

Optische sensoren

3 types, volgens het elektromagnetische stralingsspectrum:

• zichtbaar rood licht. Wordt aanbevolen voor de meeste applicaties.;

• infraroodlicht. Goede keuze voor vuile omgeving. Kan stof, nevel, damp enz. doordringen. Is alleen onzichtbaar voor het menselijke oog wat instelling bemoeilijkt.

• laserlicht. Beschikt over het vermogen om kleine objecten over een grote afstand te detecteren. Zijn duurder dan de overige 2.

Industriële sensoren

Optische sensoren

Onderverdeeld volgens uitvoeringsprincipe:

• Gescheiden zender-ontvangersystemen: het licht wordt door de zenderlens verzonden en door de   ontvangerslens ontvangen. De uitgang verandert van toestand, zodra de lichtstraal door het object wordt onderbroken en de ontvanger geen licht ontvangt.

Voordeel: groot detectiebereik, betrouwbaar

Nadeel: meer aparte onderdelen, grotere installatiekost

Industriële sensoren

Optische sensoren

Onderverdeeld volgens uitvoeringsprincipe:

• Zender en ontvanger zijn in dezelfde behuizing ondergebracht: en worden tegenover een reflector gemonteerd. De uitgang verandert van toestand, zodra de lichtstraal door het object wordt onderbroken en de ontvanger geen licht ontvangt.

Voordeel: betrouwbaar, lagere aanschaf- en montagekost

Nadeel: geen uniforme diameter van de effectieve straal, kleine objecten kunnen

 beter gedetecteerd worden wanneer ze zich dicht bij de zender bevinden.

Welke sensor gebruik je om metalen te detecteren?

1. Inductieve sensor
2. Optische sensor
3. Capacitieve sensor
4. PNP-sensor

Wat is het belangrijkste voordeel van pneumatiek in de industrie?

1. Veiligheid
2. Lage kosten
3. Snelle werking
4. Alle bovenstaande antwoorden

Wat gebeurt er bij een bistabiel ventiel als de spanning wegvalt?

1. Keert terug naar de ruststand
2. Blijft in de huidige stand
3. Schakelt continu door
4. Stopt met werken

Vond je het uitdagend om de transportband te programmeren in LOGO?

Helemaal niet uitdagend

Een beetje uitdagend

Gematigd uitdagend

Best uitdagend

Heel uitdagend

Hoe goed begrijp je de leerstof rond pneumatica, ventielen en sensoren?

Helemaal niet

Een beetje

Gematigd

Goed

Heel goed

Opdracht 1

Teken een relaisschema waarbij de transportband na het indrukken van de startknop S1 een metalen stuk naar links laat verplaatsen. Aan het linker uiteinde staat een sensor die metaal detecteert en bijgevolg de band laat stilvallen. Voorzie tevens een stopknop S0.

Opdracht 2 

Teken een relaisschema waarbij de transportband na het indrukken van de startknop S1 een metalen stuk naar links laat verplaatsen. Aan het linker uiteinde staat een sensor die metaal detecteert en bijgevolg de band laat omkeren. Wanneer het metalen stuk op het einde van de rechterkant komt wordt dit gedetecteerd door de optische sensor en zal de band stoppen. Voorzie tevens een stopknop S0.