Elektro Pnömatik Nedir ve Devre Elemanları Nelerdir?

4
2421

Elektro Pnömatik Nedir?

Bildiğimiz gibi pnömatik sistemler hava basıncıyla çalışır.Hava basıncının 2 rölü vardır. Birisi kontrol diğeri güç. Her enerji kaynağının da avantajları olduğu gibi basınçlı havanın da en büyük dez avantajı;uzun hatlarda basıncın düşmesidir. Elektro pnömatik bu dez avantajı ortadan kaldırmak amacıyla tasarlanmış bir sistemdir.

Pnömatikte uyatılı valfler vardır(hava , basınç ,mekanik…) bu valfler güce giden basınçtan kullanara kontrol sağlanır , ancak elektrik uyartlıl valflere ise ayrı bir hat çekildiği için güç kaybı daha az olur. Havanın olduğu bir hat veya bir eleman daha büyüktür daha fazla yer kaplar ve basınç yünüznden dayanıklı olması gerekir. Oysa elektronik parçalar daha küçük geç deforme muhafaza ve bakımı gerektirmez kolay ayrıca 12 24 DC gibi düşük gerililerde çaliştiği için maliyeti düşük ve güvenlidir.

Bilindiği üzere mekanik güç elektriksel güce göre daha yavaş az referanslıdır.Kontrollerde elektronik güç kullanıldığında mekanik valfler yerine elektronik kontaklar konulduğunda daha hızlı açma kapama yapılabilir.

 

ELEKTROPNOMATİK DEVRE ELEMANLARI

1.1. Elektropnomatik Sistemlerde İşaret Akışı ve Sistem Yapısı

Elektropnomatikte iki devre vardır:

  • Güç devresi = Pnomatik
  • Kontrol devresi = Elektrik Elektropnomatik kontrol sisteminin tüm elemanları aşağıdaki dört gruptan birine aittir:
  • Enerji beslemesi (basınçlı hava ve elektrik)
  • İşaret alınması: İşaret elemanları (sınır anahtarı, basınç anahtarı, temassız algılayıcı)
  • İşaret işlenmesi: İşaret işleme elemanları (mantık elemanları, selenoid valfleri, pnomatik elektrik çevirici)
  • İşaret çıkışı: Çıkış işaretinin işe eyleme dönüştürülmesini sağlayan kumanda valfleri ve eyleyici elemanlar (silindirler, motorlar, yönlendirme valfleri)

Bu işlem modüllerinden her biri elektropnomatik kontrol sisteminin yapısında bir katman oluşturur. Sistem yapısını katmanların devre şemasını mümkün olduğunca işaret akışına uygun olacak şekilde düzenlenir. Bu kontrol devresinin her bir elemanını devre şemasında göstermek için semboller kullanılır. Bunlar, bir elemanın işlevi hakkında bilgi verir.

1.2. Elektropnomatik Sistem Elemanları

Pnoma, Yunanca ‘da nefes alıp verme anlamındadır. Pnomatik; havanın ve diğer gazların özelliklerini ve uygulamalarını içeren bilim dalıdır. Dolayısıyla pnomatik deyince akla, hava ile çalışan mekanizmalar gelir. Bugünkü anlamda pnomatiğin gelişmesi 1950’den sonra başladı.

Pnomatik ve elektrik teknolojisinin bir arada kullanılması, endüstriyel otomasyon çözümlerinin uygulamalarında önemli rol oynar. Bu tür bir çözüm beraberinde makine çevrim süresinde (üretim süresinde) azalma getiren, ucuz ve güçlü bir üretim sistemi sağlar. Bu nedenle pnomatik, elektrik, elektronik, mekanik kontrol tekniklerinin bir arada kullanıldığı sistemlere elektropnomatik sistemler denir.

Elektrik akımının hızının yüksek olması ve çok uzak mesafelere sorunsuz olarak iletilmesi elektropnomatik sistemlerin yaygınlaşmasını sağlamıştır.

Kumanda işlemlerinde basınçlı hava yerine elektrik akımının kullanılma sebepleri şunlardır;

  • Akış hızının düşük olması
  • Sinyal hatlarının uzun olma zorunluluğu
  • Havanın iyi filtre edilememesi ve hava içindeki nemin alınmaması
    • Anahtarlama frekansının düşük olması
    • Elektropnomatik devrelerde elektrik bölümünün başlıca görevleri şunlardır:
  • İşaretlerin alınması
  • İşaretlerin işlenmesi

İşaretler; elektrikli sınır anahtarı, manyetik anahtar ya da elektronik algılayıcılar tarafından algılanır. Bunlar, bir işlemin yapılıp yapılmadığını kontrol eder ve bu bilgiyi işlemci elemana (örneğin bir röleye) gönderir. İşlemci, alınan işareti işler ve sistemin çıkış birimine, kontrol alogoritmasına uygun bir çıkış işareti gönderir. Çıkış birimi daha çok iki elemandan oluşur: Bunlar selenoid (elektrik) kumandalı yönlendirme valfleri ve silindirlerdir.

Elektro Pnömatik Nedir ve Devre Elemanları Nelerdir

İş elemanları aşağıdaki teknolojik yöntemlere göre olabilir:

  • Elektrik
  • Hidrolik
  • Pnomatik
  • Yukarıda sayılan teknolojilerin bir kombinasyonu İş ortamı için seçim etkenleri şunlardır:
  • Kuvvet
  • Storok, manyetik yol
  • Tahrik sistemi (doğrusal, döner)
  • Hız Kontrol teknolojileri şunlardır:
  • Mekanik
  • Elektrik
  • Elektronik
  • Pnomatik
  • Düşük basınç pnomatiği
    • Hidrolik
    • Kontrol ortamı için seçim kriterleri şunlardır:
  • Yapı elemanlarının güvenilirliği
  • Çevrenin tesislere karşı duyarlılığı
  • Fazla bakım ve tamir istememe
  • Yapı elemanlarının anahtarlama süresi
  • İşaret hızı
  • Yer gereksinimi
  • Ömür
  • İşaretleme ve bakım personeli için eğitim ve öğretim masrafları
  • Sistemin değiştirilebilme ve geliştirilme olanağı

Sistemin kontrol ve kumanda bölümü için bu seçim etkenlerinin mutlaka hesaba katılması gerekir. Burada asıl göz önüne alınması gereken sistem işlevleriyle elemanlarının uyum göstermeleridir. Ayrıca dikkate alınması gerekenler:

  • Fazla bakım istememesi
  • Yedek parça masrafları
  • Yapı elemanlarının montaj ve bağlantısı
  • Bakım masrafları
  • Değiştirilebilirlik
  • Yekpare tasarım
  • Ekonomiklik
  • Dokümantasyon
    • İşletme masraflarının azlığı
    • Elektropnomatik sistemlerin diğer uygulamalarışunlardır:
  • Paketlemek
  • Sürmek, beslemek
  • Oranlamak
  • Kilitlemek
  • Kapıları açmak ve kapamak
  • Mil tahriği
  • Malzeme transferi
  • İş parçalarının döndürülmesi
  • İş parçalarının ayrılması
  • İş parçalarının kümelenmesi
  • İş parçalarının damgalanması ve preslenmesi

elektropnomatik_sistemler

1.2.1. Selenoid Valfler

Selenoid kumandalı valfler, pnomatik ve elektrik enerjisinin avantajlarından faydalanırlar. Bunlar elektropnomatik çeviriciler olarak adlandırılır ve işaret çıkışı için bir pnomatik valften ve bir elektrikli anahtarlama elemanından ( selenoid bobin) meydana gelir. Selenoid bobine elektrik gerilim uygulanırsa elektromanyetik bir kuvvet oluşur. Bu kuvvet, valf çubuğu ile bağlanmış bobin çekirdeğini hareket ettirir. Selenoid bobine akım gitmez ise manyetik kuvvet ortadan kalkar. Valf kurucu yayı kuvveti sayesinde başlangıç konumuna gelir.

1.2.1.1. 2/2 Selenoid Kumandalı Valf

2/2 selenoid yönlendirme valfinin 2 bağlantısı vardır: 1-besleme bağlantısı, 2-atık hava bağlantısı. Açma kapama işlemlerinde kullanılır. Bobine elektrik akımı verildiğinde oluşan mıknatıslanma sonucu valf sürgüsü yukarı çekilir. Valf konum değiştirerek hava geçişini sağlar. Akım kesildiğinde yay sürgüyü aşağı iterek geçişi kapatır.

elektropnomatik_sistemler_1

1.2.1.2. 2/2 Elle Kumandalı Valf

• Çalışma ilkesi

2/2 selenoid yönlendirme valfinin 2 bağlantısı vardır: 1-elle kumandası, 2-atık hava bağlantısı. Açma kapama işlemlerinde kullanılır. 2/2 selenoid valfin kullanılmasından tek farkı, elle kumanda edilmesidir. Yani mekaniki olarak uygulanan kuvvetle sistem çalışır. Valf, konum değiştirerek hava geçişini sağlar.

elektropnomatik_sistemler_2

1.2.1.3. 3/2 Normalde Kapalı Selenoid Valf

• Çalışma ilkesi

Selenoid uyartımlı 3/2 yön denetim valfi, sakin konumda P kapalı, 3/2 yön denetim valfi normal sakin konumda basınçlı havanın geçişine izin vermez, yani P kapalıdır. Silindir içi A’dan R’ye boşaltım vardır. Selenoid uyarı elektrik hattı ile pnomatik hat arasında bağlayıcı eleman görevi yapar.

Valf aşağıdaki parçalardan oluşur.

  • Gövde
  • Bobin Y
  • Nüve yatağı
  • Nüve (valf pimi)
  • Sızdırmazlık elemanı
  • Sızdırmazlık elamanı
  • Baskı yayı

3/2 yön denetim valfi, sakin konumda yay kuvveti (7) sayesinde P basınç hattını kapatır. A’dan R’ye de serbest hava geçişine izin verir. Bobin (2) akım verilmesi ile nüve (4) bobin içerisine doğru çekilir. Yay (7) sıkıştırılır. Böylece P ve A hatları birbirine bağlanmış olur. Nüve (4) arka yüzeyinde sızdırmazlık elemanı (5) ileR boşaltım hattını kapatır. Bobine gelen akımın kesilmesi durumunda yay kuvveti (7) nüveyi (4) eski konumuna getirir. Nüve üzerindeki diğer sızdırmazlık elemanı (6) ile P basınç hattı tekrar kapatılmış olur. A’dan R’ye akış vardır.

• Kullanım yerleri

  • Bir elektrik sinyalinin pnomatik sinyale çevrilmesi (EP-çevirici)
  • Tek etkili bir silindirin kumandası. Selenoid uyarı, pnomatik bir fonksiyonu (örneğin bir parçanın sıkıştırılması) elektrik sinyali ile gerçekleştirilmesini mümkün hâle getirir.
  • Pnomatik bir motorun tek çevrim yönüne kumandası.
  • Yön denetim valflerinin kumandası (indirekt kumandası)

elektropnomatik_sistemler_3

 

 

elektropnomatik_sistemler_4

elektropnomatik_sistemler_5

1.2.1.4. 3/2 Normal Konumda Açık Valf

Bu valfin tasarımı, başlangıç konumunda kapalı valfinki ile aynıdır. Bağlantılar, valfin başlangıç konumunda açık olacağı şekilde bağlanmıştır. Bu anahtarlama konumunda valfe 1 nu.lu bağlantıda anker sayesinde basınçlı hava uygulanır. Selenoid bobindeki elektrik işareti ankeri hareket ettirir. Şekil 1.10’da anker keçesi sızdırmaz tabancada basınçlı hava beslemesini kapatır (Şekil 1.11). Aynı zamanda alttaki anker keçesi aşağıdaki sızdırmaz tabandan çözülür. Atık havası 2 nu.lu bağlantıdan 3 nu.lu bağlantıya boşaltılır. Valf bağlantıları, normalde iki anahtarlama konumu içinde belirtilmiştir.

  • Bir elektrik işareti olmadan pnomatik çıkış işareti gerektiren uygulamalar
  • Bir silidirin piston kolunun, başlangıç konumunda ileri gitmiş olduğu durumlarda
  • Normalde açık konum lojik “Hayır” işlevine benzer: Eğer selenoid bobinde işaret yoksa sayısal 0, ikili işaret 0) bir pnomatik işaret (ikili işaret 1) oluşur. Bu, işaret tersinmesi veya hayırlanması olarak adlandırılır.

elektropnomatik_sistemler_6

elektropnomatik_sistemler_7

1.2.1.5. 4/2 Selenoid Valf

Çift etkili silindirlerin kumandası gibi uygulamalar için, iki çıkış bağlantılı valfler kullanılır. 4/2 oturmalı yönlendirme valfi 2 tane 3/2 yönlendirme valfinin kombinasyonuna eş değerdir. Bu iki valften biri başlangıç konumunda açık diğeri ise başlangıç konumuna kapalıdır. 4/2 yönlendirme valfinin 1(P) bağlantısına basınçlı hava uygulanır. 3(R) çıkışından ise hava tahliye edilir. Başlangıç konumunda 1 deki besleme basıncı soldaki valf pistonunun 3’e geçidi ve sağdaki valf pistonunun 4’e geçidi kapamasını sağlar. Besleme havası 1’den 2 ‘ye doğru gider. 3 ve 4 nu.lu bağlantılar birarada bağlanmıştır. Selenoid bobindeki bir elektrikli işaret ankerin hareketini tetikler. Şekil 1.14 ve 1.15’te keçe oturma yüzeyini serbest bırakır. 1’deki beslem basıncı ön kontrolün hava kanalı sayesinde iki valf pistonunun üstteki piston alanlarına uygulanır. Besleme havasışimdi 1’den 4 ‘e doğru gider. Sol piston 2’den 3’e olan geçidi artık havası için serbest bırakır. Aynı anda 3’ten 4’e doğru olan hava kanalı kapatılır. Enerji kesilince sistem ilk durumuna geri döner (Şekil 1.16).

Bu valfin kullanıldığı yerler aşağıdaki gibidir.

  • Çift etkili silindiri kumanda etmek
  • Hidrolik uygulamaları
  • Yüksek basıncın kullanıldığı yerlerde

elektropnomatik_sistemler_8

elektropnomatik_sistemler_9

1.2.1.6. 5/2 Selenoid Valf

Bu valfin 4/2 ‘lik valflerden farkı iki tane egzoz hattının olmasıdır. Başlangıç konumunda kurucu yayın kuvveti sayesinde 2’den 3’e olan geçit kapanır. Bu geçitteki keçenin büyük bir çapı vardır. Kurucu yay ayrıca asılı diske de etki eder. Bu disk 1’den 4’e olan geçidi kapatır ve 1’den 2’ye olan geçidi ise serbest bırakır. Karşıki sızdırmazlık elemanı (bobin sonunda) oturma yüzeyinden kaldırılır. Bu keçe, 4’ten 5 ‘e olan atık hava kanalını açar. Selenoid bobininin kumandası ankeri hareket ettirir ve ön kontrol kanalını açar. Ön kontrol işareti, büyük çaplı diyaframı basınç altına alır. Asılı disk karşıki sızdırmaz tabana doğru preslenir. Böylece 2’den 3’e boşaltım olur. Bu arada 5 nu.lu atık havası kapısının kapanması ve 1’den 4’e besleme havası oluşması gözlenir.

Bu valfi kumanda etmek için küçük bir selenoid bobin gerekir. Çünkü bu valfin kısa anahtarlama aralığı, az bir sürtünme kuvveti ve ön kontrolü vardır. Bu valfin iyi anahtalama özellikleri vardır.

elektropnomatik_sistemler_13 elektropnomatik_sistemler_10 elektropnomatik_sistemler_11 elektropnomatik_sistemler_12

1.2.2. Çift Sinyal Uyartımlı Selenoid Valfler

Valfler iki sınıfa ayrılır:

  • Bir konumlu kararlı valfler
  • İki konumlu kararlı valfler

Şimdiye kadar anlatılan valfler, bir konumlu kararlı valflerdi, yani selenoid bobin ile kumanda edilen bobine enerji uygulanmadığında kurucu yay ile başlagıç konumuna getirilen valflerdi. Bundan sonra ise iki konumlu kararlı valfleri göreceğiz. İki konumlu kararlı valfler bellek özellikleri olan valflerdir. Yani bobinlerden biri enerjilendiğinde en son konumunu koruyan valflerdir. En çok kullanılanları 4/2 ve 5/2 çift selenoidli yönlendirme impuls (itme) valfleridir. İmpuls valf demek, hafızada son konumunu koruyan valf demektir. Anahtarlama özellikleri şunlardır:

  • Valfin tersine hareket ettirilmesi gerekirse, sadece tek bir bobine enerji uygulanabilir.
  • Selenoid bobine giden işaret, kısa süreli (10-25ms) olabilir.
  • Bir karşı işaret olana kadar anahtarlama konumu muhafaza edilir.

Elektropnomatik sistemlerde bellek valflerinin kullanılmasının birçok avantajları vardır. Örneğin selenoid bobine giden işaret, valfi anahtarlamak için çok kısa süreli olabilir.(10-25ms) .Bu gerilim beslemsinden olan isteklerin az olması demektir. Karmaşık işlem sıralı devrelerde silindir konumları muhafaza edilebilir. Bu sırada işaretlerin kilitleme röleleri ile elektrikli bir ara belleğe alınması gerekmez.

NOT: İki konumlu kararlı valfler, bellek valfleri olarak da bilinirler.

1.2.2.1. Çift Selenoidli 5/2 Yönlendirme İtme Valfi

Çift selenoidli valfinde yay geri getirmesi ikinci bir selenoid bobin ile değiştirilir. İlk olarak işaret Y2 selenoid bobinine uygulanırsa besleme havası 1’den 2’ye ve atık havası ise 4’ten 5’e gider. Y1 de hiç işaret yoksa asılı disk son alınan konumda kalır. Valfi tersine çalıştırmak için ise bu sefer de Y1 bobinine enerji uygulamak gerekir.

elektropnomatik_sistemler_14

Şekil 1.20: Y2 bobine enerji uygulandığında Şekil 1.21: Y1 Bobinine enerji uygulandığında

elektropnomatik_sistemler_15

elektropnomatik_sistemler_17

elektropnomatik_sistemler_16

1.2.2.2. Çift Sinyal Uyarılı 5/3 Selenoid Valf

elektropnomatik_sistemler_18

elektropnomatik_sistemler_19

5/3 valflerin çalışma şekli, 5/2 çift selenoidli impuls valfler gibidir. Yukarıda 5/3 bir valfin resmi ve sembolü verilmiştir.

1.2.2.3. 4/2 Çift Sinyal Uyartımlı Selenoid Valf

İlk anda Y2 bobini enerji olduğunu varsayar isek besleme havası 1’den 22’ye doğru ve atık havasıda 4’ten 3’e doğru hareket eder. Y1’de hiçbir işaret yoksa asılı disk son alınan konumda kalır. Bu demektir ki; valf anahtarlama konumunu muhafaza eder. Daha sonra Y1 selenoid bobinindeki bir işaret, valfi tersine hareket etirir. Besleme havasışimdi 1’den 4’e doğru hareket ediyor iken atık havası 2’den 3 ‘ e doğru hareket eder.

elektropnomatik_sistemler_20

4/2 valflerin kullanımına rastlanmamaktadır. Bu yüzden de piyasada 4/2 valf bulmanız biraz zordur.4/2 valfler yerine daha çok 5/2 valfler kullanılmaktadır ve 4/2 valflerin yapacağı işi rahatlıkla 5/2 valflerle de yapabilirsiniz. Uygulamalarda bu durumu göz önünde bulundurmanız faydanıza olacaktır.

1.2.3. Pnomatik –Elektrik Sinyal Çeviriciler

Pnomatik işaretleri elektrik işaretlerine çevirir. Şekil 1.25 a’da 14 nu.lu girişteki hava basıncı önceden tespit edilmiş belli bir değere ulaşınca çevirici elektrikli bir işaret verir. Bu hibrit eleman bir pnomatik kumandalı koldan ve bir elektrikli kontaktan oluşur. Bir diyaframa gelen pnomatik işaretin basıncı, yay kuvvetini geçiyorsa kol kumanda edilir. Burada olması gereken kuvvet bir ayar vidası ile ayarlanbilir. Çubuğun hareketi, bir anahtar koluna etki eder. Bu kol küçük düğmeyi anahtarlar. 14 nu.lu girişteki pnomatik giriş işaretinin basıncı, çubuğun kumandası için yeterli olduğu sürece bu durum kalır. Basınç

elektropnomatik_sistemler_21

elektropnomatik_sistemler_22

1.2.4. Düşük Basınç Pnomatiği İçin Sinyal Çeviriciler

• Düşük basınç: Kontrol ve sinyal hava basıncının en fazla 2 bar olmasıdır. Bu basınç, iş elemanlarının (silindir, pnomatik motor) çalışması için yeterli değildir.

3 çeşit düşük basınç bölgesi mevcuttur:

  • Kontrol basıncı 0.5 bar veya aşağısı
  • Kontrol basıncı 0.5 bar ile 1 bar arası
  • Kontrol basıncı 1 bar ve üzeri

• Sinyal dönüşümü: Otomasyon sistemleri genişedikçe bir elektrik motor sürücüsü ile pnomatik silindir sürücüsü aynı sistem içerisinde birbiri ile ilişkili olarak çalışmalıdır. Bu şekilde kullanılan sistemlerin uygulamaları yaygındır. Örneğin: 1 bar altında çalışan düşük basınç pnömatiği ile 6 bar basınç altında çalışan bir sistem kontrol edilebilir. Bu gibi durumlarda güç yükselticisi veya düşürücüsü gibi dönüşümü sağlayan cihazlar gereklidir. İşte bu karma sistemlerde gerekli dönüşümleri yapan aletlere, düşük basınç pnomatiği sinyal çeviriciler diyoruz.

 

ELEKTROPNOMATİK DEVRE TASARIMI YAPMAK

2.1. Elektropnomatik Devre Eleman Sembolleri ve Mantığı

2.1.1. Kumanda Sembolleri

elektropnomatik_sistemler_23

Kumanda şekilleri için devre elemanları sembolleri (1)

elektropnomatik_sistemler_24

elektropnomatik_sistemler_26 elektropnomatik_sistemler_25

elektropnomatik_sistemler_27

 

2.2. Elektropnomatik Kumanda Bilgisi

Elektropnomatik devre şemaları, pnomatik devre şemaları(güç ünitesi) ve elektrik kumanda devre şemaları olmak üzere iki kısımdan oluşur.

Elektropnomatik kumanda sistemini oluşturan elemanlar, pnomatik devre şemalarında olduğu gibi elektrik devre şemalarında da gösterilir. Bu şemalar, geçerli standartlara göre tanımlanmalıdır. Elektropnomatik kumanda sisteminin tasarım ve kurma aşamalarında aşağıda ifade edilmiş olan işlemler gerçekleştirilir:

  • Teknolojik şema çizilir.
  • Yol-adım diyagramı oluşturulur.
  • Pnomatik devre şeması çizilir.
  • Elektrik kumanda şeması çizilir.

2.2.1. Teknolojik Şema

Kumanda edilen sistem ile kumanda sistemi arasındaki bağıntıyı gösterir. Kontrol sisteminin anlaşılabilir olmasına yardımcı olur.

elektropnomatik_sistemler_28

Şekil 2.1

2.2.2. Yol-Adım Diagramları

Yol-adım diagramları, silindir veya silindirlerin hangi şartlar altında ne zaman ve hangi işaret elemanları (sınır anahtarları vb.) tarafından uyarılarak durum aldıklarını belirtirler. Diyagramda;

  • Yatay eksen adımları gösterir. Düşey eksende ise çalışma elemanları( silindirler) ve sahip oldukları durum (içeride veya dışarıda) ifade edilir.
  • Silindirlerin ileri ve geri hareketleri bir adım olarak kabul edilir ve bu, eğik çizgilerle gösterilir. Hareket çizgileri kalın çizgi ile çizilir.
  • Diyagramda iş elemanlarının (silindirlerin) çalışması adıma bağımlı olarak gösterilir. Eğer kumanda sisteminde birden fazla iş elemanı (silindir) varsa bunların adımlara göre hareket şekilleri alt alta gösterilir.
  • Silindirlerin dışa hareketi artı (+) ve içe hareketi ise eksi (-) ile ifade edilir.
  • Yol adım diyagramlarında adımlar arasındaki mesafe eşit olmalıdır. Bu mesafelerin belirlenmesinde zaman göz önüne alınmaz.

elektropnomatik_sistemler_29

 

Şekil 2.2’de iki silindirin çalıştırılmasına ait örnek verilmiştir. Örneği verilen adımlar ışığında irdeleyiniz.

2.2.3. Pnomatik Devre Şeması

Pnomatik devrelerin standart sembollerle çizilmiş hâline pnomatik devre şeması adı verilir. Pnomatik devre şemalarında hava akışı, aşağıdan yukarıya doğrudur. Devre elemanları, bu sıraya göre yerleştirilmiştir. Devre çizimi yapılacakken aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir:

  • Devre şeması çiziminde standart semboller kullanılmalıdır.
  • Basınç hatları sürekli çizgi ile gösterilmelidir.
  • Devre çiziminde elemanların büyüklüğü ve konumu dikkate alınmaz.
  • Silindirler, çalışma durumuna bakılmaksızın daima yatay ve sağa dönük olarak çizilmelidir.
  • Aynı tür elemanlar devre çizimlerinde aynı sırada olmalıdır.
  • Pnomatik silindir ve pnomatik motor gibi alıcılar 1.0, 2.0, 3.0…. şeklinde numaralandırılır. Ana kumanda valfleri, kumanda ettikleri elemana göre 1.1, 2.1, 3.1 şeklinde numaralandırılır.
  • Ana kumanda valfleri ile alıcılar arasındaki elemanlar şayet ileri gitmede etkili ise silindir numarasından sonra gelen çift rakamla 1.02, 2.02, 3.02 gibi numaralandırılır. Silindirleri geri getirmede etkili iseler silindir numarasından sonra tek rakamla 1.01, 2.01, 3.01 gibi numaralandırılır.
  • Kesişen hatlar

, birleşen hatlar

ile belirtilmelidir.elektropnomatik_sistemler_30

Şekil 2.3

2.4. Pnomatik Devre Çizimlerinde Elemanların Numaralandırılması

Pnomatik devre şemalarında elemanlar iki şekilde tanımlanır:

  • Rakamlarla tanımlama
  • Harflerle tanımlama

2.4.1. Rakamlarla Tanımlama

Pnomatik devre şemasında:

  • Çalışma elemanları(silidirler, motorlar) :1.0, 2.0, 3.0, vb.
  • Son kumanda elemanları(selenoid valfler):1.1, 2.1, 3.1 vb.
  • Silindir pistonu ileri hareketine etki eden elemanlar: .2, .4 vb.
  • Silindir pistonu geri hareketine etki eden elemanlar: .3, .5 vb.
  • Enerji sağlayan elemanlar(şartlandırıcı birim): 0.

2.4.2. Harflerle Tanımlama

  • Çalışma elemanları(silindirler, motorlar) :A, B, C, vb.
  • Son kumanda elemanları(selenoid valfler): 1.1, 2.1, 3.1, vb.
  • Silindir pistonu ileri hareketine etki eden elemanlar:a1, b1, c1 vb.
  • Silindir pistonu geri hareketine etki eden elemanlar:a0, b0, c0 vb.

2.5. Elektrik Kumanda Devre Şeması Çizimi

2.5.1. Kumanda Devre Şeması Çizimi

Elektrik enerjisinini, pnomatik ve mekanik enerjiye dönüştürülmesi ya da pnomatik sinyalleri elektrik sinyallerine dönüştürmede etkili olan elemanları bir bütün olarak gösteren; bu elemanların birbirleriyle olan çalışma ilişkilerini anlatan elektrik-elektronik standart sembollerin kullanıldığı devre çizimlerine verilen addır.

Elektrik devre şeması çiziminde dikkat edilecek hususlar:

  • İşaret akışı, yukarıdan aşağıya doğrudur.
  • Devre şeması çizimlerinde elektrik ve elektronik standart semboller kullanılır.
  • Enerji hatları yataydır.
  • Bağlantılar bu hatlardan dikey olarak yapılmalıdır.
  • Devre elemanları, soldan sağa doğru devreye giriş sırasına göre sıralanır. Numaralama işlemi debu sıraya göre yapılır.
  • Devre şeması çizimlerinde aynı tür elemanlar aynı sırada çizilmelidir.
  • Elemanların devre içindeki konumu ve büyüklüğü çizim esnasında göz önünde bulundurulmaz.
  • Devre elemanları, normal konumlarında çizilir.

2.5.2. Elektrik Devre Şemalarının Numaralandırılması Kuralları

  • Start, stop düğmeleri S1, S2 şeklinde numaralandırılır.
  • Röle ya da kontaktörler K1, K2, K3 şeklinde numaralandırılır. Bu elemanlara ait kontaklar da açık ya da kapalı olduklarına bakılmaksızın numaralandırılır.
  • Algılayıcılar (sensörler) B1, B2, B3 şeklinde numaralandırılır.
  • Enerji hatları, soldan sağa doğru sırayla numaralandırılır.
  • Karmaşık sistemlerde röle ya da kontaktörün alt tarafına, bu elemanların hangi enerji hatlarında kontağa sahip oldukları bir liste ile belirtilir.
  • Valf bobinleri y1 , y2 , y3 şeklinde numaralandırılır.

elektropnomatik_sistemler_31

ELEKTROPNOMATİK SİSTEM KURMAK VE ÇALIŞTIRMAK

3.1. Silindirler

Basınçlı hava enerjisini mekanik enerjiye çevirerek doğrusal itme veya çekme hareketi elde edilir. Özel durumlar dışında 1.5-3 m/s arasındaki yüksek hızlarda çalışırlar.1 mm ile 2000 mm arasında strok, 5000 kg’a kadar kuvvetler elde edilebilir. Silindirler, aşağıdaki işlerde kulanılırlar.

  • Yüklerin kaldırılması
  • Yüklerin taşınmasında
    • Yüklerin itilmesi
    • Silindirler etki şekillerine göre ikiye ayrılırlar;
  • Tek etkili silindir
  • Çift etkili silindir
  • Tek Etkili Silindir

Tek etkili silindirler, sadece bir yönde iş yapabilirler. Diğer yöndeki hareket bir yay kuvveti, piston kolunun kendi ağırlığı veya dış kuvvetlerle gerçekleşir. Tek etkili silindirde sıkıştırılmış hava silindirin arka yüzünden girer. Piston alanı, üzerindeki hava basıncının yarattığı kuvvet piston kolunu dışa doğru iter. Hava kesilince yay, pistonu geri çeker. Bu silindirlerde hava tüketimi daha azdır, daha ucuza mal edilirler. Strok boyları genelde kısadır. Bu sebeple 100 mm den uzun stroklarda pek kullanılmaz. Yaya karşı iş yapıldığı için %20 bir enerji kaybı vardır. Tek etkili silindirler:

  • Sıkıştırma
  • Kaldırma
  • Gerdirme uygulamalarında kullanılır.
Şekil 3.1

• Çift Etkili Silindirler

Çift etkili silindir iki yönde de iş yapabilir. Yani basınçlı havanın etki edebileceği iki yüzey mevcuttur. Strok boyları tek etkili silindirden daha fazladır. Basınçlı havanın etki ettiği iki farklı yüzey vardır. Dolayısıyla çift etkili silindirlerde çıkış ve giriş hareketinde iki farklı hız ve kuvvet elde edilir.

Şekil 3.2

• Silindirlerin Kumandası

Silindirlerin iki çeşit kumandası vardır;

  • Doğrudan kumanda
  • Dolaylı yoldan kumanda
  • Doğrudan Kumanda

Eğer bir silindirin kumandası için gerekli olan debi az ise kumanda organı da küçük olabilir. Böylece gerekli olan valf kumanda kuvetleri de azdır. Bu yüzden tek valf üzerinden kontrol yapılabilir. Buna doğrudan kumanda denir.

• Dolaylı Kumanda

Eğer silindir büyükse kumanda için valfin büyük olması gerekir. Bu nedenle valfin kumandası için de daha büyük kuvvetli bir selenoid bobin gerekir. Bu yüzden fazla akım tüketimi olur. Bu durumda akımın dolaylı olarak bir röle üzerinden geçmesi gerekmektedir. Böylece anahtarlama elemanlarının aşırı yüklenmesi engellenir. Bu tür uygulamalara da dolaylı kumanda adı verilir.

3.1.1. Tek Etkili Bir Silindirin Kontrolü

3.1.1.1. Tek Etkili Silindirin Doğrudan Kumandası

Örnek: Bir düğmeye basıldığında tek etkili silindirin ileri doğru hareket etmesi gerekir. Düğme serbest bırakıldığında silindir tekrar geri gelmelidir.

• Pnomatik Devre Şeması

Tek etkili silindirlerin kumandası için 3/2 yönlendirme valfleri kullanılır. Silindir gücü az olduğundan kumanda, yay geri getirmeli bir 3/2 yönlendirme valfi ile yapılır. Bu valf bir düğme ile doğrudan kumanda edilir.

elektropnomatik_sistemler_32

Şekil 3.3

• Elektrik Devre Şeması

elektropnomatik_sistemler_33

S1 düğmesine basıldığında Y1 selenoid bobininden akım geçer ve 1.1 valfi çalıştırılır. Silindirin piston bölümlerine 1. ve 2. valf bağlantılarından hava yayılır. Bu hava piston kolunun kurucu yayın kuvvetine karşı ileri doğru hareketine neden olur. S1 serbest bırakıldığında valf bobindeki manyetiki alan yok olur. Valf başlangıç konumuna gelir. Aynı zamanda silindir valfin tahliye çıkışından (3) boşaltılır. Silindirin piston kolu geri gelir.

Şekil 3.4

• Çalışma Diyagramı

elektropnomatik_sistemler_34

A+ A- Şekil 3.5

3.1.1.2. Tek Etkili Silindirin Dolaylı Kumandası

elektropnomatik_sistemler_35

Şekil 3.6

3.1.2. Çift Etkili Bir Silindirin Kontrolü 3.1.2.1Çift Etkili Silindirin Doğrudan Kumandası

• Pnomatik Devre Şeması

Örnek: Bir düğmeye basıldığında çift etkili silindirin ileri doğru hareket etmesi gerekir. Düğme serbest bırakıldığında silindir tekrar geri gelmelidir.

elektropnomatik_sistemler_36

Şekil 3.7

• Elektrik Devre Şeması

elektropnomatik_sistemler_37

Düğmeye basıldıktan sonra S1 sayesinde Y1 selenoidi bobininden akım geçer. Valf anahtarlanır. Basınçlı hava 1 den 4 ‘e doğru akar. Piston kolu dışarı hareket eder. Düğme serbest bırakıldıktan sonra akım kesilir ve valf kurucu yayın kuvveti ile başlangıç konumuna geri döner. Piston kolu geri gelir.

Şekil 3.8

• Çalışma Diyagramı

3.1.2.2. Çift Etkili Silindirin Dolaylı Yoldan Kumandası

Dolaylı kumandanın gerekliliğine karar verebilmek için enerji beslemesi ve enerji tüketimi bakımından şu hususlara dikkat edilir.

  • Basınçlı hava gereksinimi
  • Valf bobinlerinin anma akımı
  • Sistemin uzaktan kumandası
  • Akıma oranla düğme ve anahtar için maksimum akım
  • Kontakların selenoid bobinler sebebiyle aşırı yüklenmesi
  • Pnomatik Devre Şeması

Çift etkili bir silindir saç parçaları için dönen presi kontrol eder. Bir düğmeye basıldığı sürece piston kolu dışarı doğru hareket eder. Düğme serbest bırakılır bırakılmaz piston kolu tekrar geri gelir.

elektropnomatik_sistemler_38

Şekil 3.10

• Elektrik Devre Şeması

elektropnomatik_sistemler_39

S1 düğmesine basıldığında K1 röle bobini enerjilenir. 13 ve 14 bağlantı tanımlamalı K1 kontağı kapanır. Akım Y1 selenoid bobinine akar. 1.1 kontrol valfi anahtarlanır. Valfin 4 nu.lu bağlantısında basınçlı hava bulunur. Piston kolu dışarı çıkar. Düğme serbest bırakılırsa K1 kontağı açılır. Y1 enerjisiz kalır. Valf kurucu yay kuvveti ile başlangıç konumuna gelir. Şimdi 2 nu.lu bağlantıya basınçlı hava uygulanır. Piston kolu gerigelir.

Şekil 3.11

3.1.3. Elektropnomatik Devrelerde

3.1.3.1. Ve Valfi

Bu valflere çift basınçlı valfler de denir. İki ayrı yerden gönderilen hava sinyali ile çalışan bu valfler genellikle işçinin iki elinin korunması gerektiği yerlerde kullanılır. İş güvenliği açısından makaslarda, preslerde veya giyotinlerde çalışan kişilerin iki elini iki ayrı butona bastırarak korur. Bu valfler seri bağlı elektrik anahtarları gibi görev yapar.

elektropnomatik_sistemler_40

3.1.3.2. Veya Valfi

Pnomatik devrede iki ayrı yerden gönderilecek sinyallerle bazı elemanların çalıştırılması gerekebilir. Bu gibi yerlerde veya valfleri kullanılır. Basınçlı hava, bir taraftan girince valfin içindeki bilye diğer tarafa itilir ve içeriye giren hava dışarıya atılır. Uzaktan kumanda yapılırken bu tip valfler kullanılır.

elektropnomatik_sistemler_41

• Ve Valfi Uygulamaları Örnek 1: (Pnomatikte ve valfi)

elektropnomatik_sistemler_42

Şekil 3.14

Şekildeki 3.14’teki ve valfinin 2 numaralı çıkışından bir çıkış sinyali elde edilmesi için her girişe de, yani (1,1) hava gönderilmesi şarttır. Bunun için 1.2 ve 1.4 valflerinin uyarılmış olması gerekir. Bu durumda ve valfinin 2 numaralı çıkışında sinyal bulunacağından silindir hareket etmiş olur.

Örnek 2:(Elektropnomatikte ve valfi)

S1ve S2 butonlarının her ikisine de basılması durumunda K1 röle bobini enerjilenir ve çıkış biriminde kapanan K1 kontağı, Y1 vals bobinini enerjiler. Böylece silindir, dışarıya doğru hareket etmiş olur.

elektropnomatik_sistemler_43

3.1.3.3. Veya Valfi Uygulamaları Örnek 1: (Pnomatikte veya valfi)

elektropnomatik_sistemler_44

Şekil 3.17

Şekildeki devrede veya valfi kullanılarak tek etkili silindirin kontrolü yapılmıştır. Veya valfinin 2 hattından bir çıkış sinyali verebilmesi için girişlerinden herhangi birisine hava gönderilmesi şarttır. Bunun için 1.2 veya 1.4 valflerinden birinin uyarılmış olması gerekir. Böylece veya valfi çalışır ve silindir dışarıya doğru hareket eder.

Örnek 2: (Elektropnomatikte veya valfi)

elektropnomatik_sistemler_45

S1 veya S2 anahtarlarından birine basıldığında K1 röle bobini enerjilenir. Çıkış biriminde kapanan K1 kontağı, Y1 bobinini enerjiler. Silindir harekete geçer.

3.1.3.4. Değil Valfi Uygulamaları

Bu konu ile ilgili özel bir valf çeşidi yoktur. Değilleme işlemi, girişe uygulanan sinyalin çıkışta tersine çevrilmesidir. Aşağıdaki şekle dikkat edilecek olursa a butonu elemanı uyarısızken b=1 durumundadır. A buton elemanı uyarıldığında b kontağı açılır. Yani a=0 iken b=1 dir, a=1 iken b=0 dır.

Not: İlk anda silindirin dışarıda olduğuna dikkat edin. Çünkü silindir 2’den hava alıyor.

Şekil 3.22

3.1.3.5. Mantık Devre Diyagramları

• Ve (and) İşlemi

elektropnomatik_sistemler_46

Doğruluk tablosu Mantık devre diyagramı

elektropnomatik_sistemler_47

Yukarıdaki mantık devresine bakacak olursak ancak S1 ve S2 butonları birlikte devreye girmesi ile ancak K1 bobini enerjilenir. Kapanan kontak ile Y1 valf bobini A silindirini dışarı iter. Butonlardan herhangi birine verilen siyal kesilmesi ile silinidirde devre dışı kalıp tekrar yay vasıtası ile geri gelecektir. Bu tür uygulamalar, daha çok iki elin birlikte kullanılmasının gerektiği pres uygulamalarında kullanılır.

• Veya (Or) İşlemi

elektropnomatik_sistemler_48

Mantık diyagramı Doğruluk tablosu

elektropnomatik_sistemler_49

Şekillere dikkat edilecek olursa S1 veya S2 anahtarlarından herhangi birisi sinyal gönderecek olursa K1 röle bobini enerjilenerek çıkış birimindeki konağı kapatır. Kapanan kontak Y1 selenoid bobinini enerjiler ve silindir ileri çıkar.

• Değil (Not) İşlemi

 

elektropnomatik_sistemler_50

Doğruluk tablosu Mantık diyagramı

Tek etkili silindir ilk durumunda ileride olacak ve butona basılıp valfe sinyal gönderildiğinde ise silindir geri başlangıç konumuna geri dönecektir. Elekro-pnomatikte DEĞİL işlemi iki biçimde yapılır:

  • Normalde kapalı buton elemanı ile
  • Normalde açık buton elemanı ile

• Normalde Kapalı Buton İle

elektropnomatik_sistemler_51

S1 elemanı normalde kontak konumdadır. S1 uyarısız iken K1 rölesi enerjili ve Y1 selenoid bobini de enerjilenerek tek etkili silindiri dışarı iter. Yani S1 0 iken A 1’dir. Bu durumda kullanılan valf çeşidi 3/2 normalde kapalı valftir.

• Normalde Açık Buton İle

elektropnomatik_sistemler_52

S1 elemanı normalde açık konumdadır. S1 uyarısız iken Y1 selenoid bobinide enerjisizdir. Fakat valf üzerindeki hava geçişi silindir dışarıya iter. Yani normalde ilk anda silindir dışarıdadır. S1 enerjilenince K1 ve ardında Y1 selenoid bobini de tetiklenir ve silindir geri gelir.. Bu durumda kullanılan valf çeşidi 3/2 normalde açık valftir.

• Elektropnomatik Devre Elemanlarının Değişik İşaret ve Sembollerle Gösterilmesi

elektropnomatik_sistemler_53

Şekil 3.23

3.2. Sınır Anahtarı Kullanarak Devre Oluşturulması

Sınır anahtarları bir elektrik anahtarı olup belirli bir silindir strokundan sonra sinyal verirler. Elektropnomatikte silindirlerin konumlarını, iş parçalarını algılamak amacıyla kullanılan anahtarlardır.

En basit sınır anahtarı mekanik olarak bir makara ile uyarılan sınır anahtarıdır. Sınır anahtarları genelde iki kutuplu anahtarlar olarak düzenlenir. Sınır anahtarlarını fonksiyon bakımından sadece pnomatik elemanlarla gerçekleştirilen kumandalarda kullanılan makaralı 3/2 yön denetim valflerine benzetebiliriz. Elektriksel sınır anahtarlarındaki pozisyonlama hassasiyeti, makaralı bir valften daha iyidir. Aynı silindir strokunun tekrarlanma hassasiyeti, bu elektriksel sınır anahtarlarında birkaç 1/10 mm kadardır. Silindirlerdeki hareket akışının yürütülebilmesi için sınır anahtarı bulunan bir başlatma anahtarına ihtiyaç duyulur. Bu mekanik algılayıcılarla her hareket algılanır ve iletilir. Sınır anahtarları istenilen çalışma aralığına göre yerleştirilmeldir. Buna strok boyu denir. Piston hareket yönü ile sınır anahtarı etki yönü aynı olmalıdır. Aksi taktirde sınır anahtarı silindirin zıt basma kuvvetinden dolayı hasar görebilir.

elektropnomatik_sistemler_54

Örnek

Bir pnomatik silindire şu şekilde kumanda edilecektir. Pnomatik silindir yukarı ve aşağı hareketler yapacaktır. Silindirin son ve ilk hareketi ise sınır anahtarları vasıtasıyla kontrol edilecektir. Bu işlem devrenin girişindeki anahtar vasıtasıyla kontrol edilecektir. Anahtar açılınca işlem sona erecektir.

elektropnomatik_sistemler_55

elektropnomatik_sistemler_58 elektropnomatik_sistemler_56 elektropnomatik_sistemler_57

Şekil 3.27

Yukarıdaki elektrik bağlantışemasında a0 sınır anahtarı üzerinde bir ok işareti vardır. Bu okun nedeni ilk anda a0 sınır anaharı üzerinde silindir bulunmakta olduğu içindir. Yani silindir a0 sınır anahtarının kontağını ilk konumda kapatmıştır. Ayrıca S1 anahtarı herhangi bir durumda açılacak olursa silindir çevrimini tamamladıktan sonra durmuştur. Yani sistem hafızada son konumu tutmamaktadır. Yol adım diyagramında gösterilen a0 noktası ve S1 anahtarı bir ve kapısı ile birleştirildiğinde çevrim sürekli olarak S1 ve a0’ dan aldığı bilginin “1” olması hâlinde işlemine devam edecek, bu iki durumdan herhangi biri kesilecek olursa işleme son verecektir.

3.3. Temassız Sınır Anahtarlarıyla Devre Uygulamaları

Temassız sınır anahtarlarında mekanik sınır anahtarlarının tersine

  • Tetikleme kuvvetine ihtiyaç yoktur.
  • Anahtarlama aralığı küçüktür.
  • Aşınma yoktur.

3.3.1. Dil Kontaklı Manyetik Sınır Anahtarı

Manyetik alan sınır anahtarı (Reed switch) bir mıknatısın oluşturduğu manyetik alan sayesinde uyarılır. Manyetik alanın yaklaşması ile kontak uçları ters olarak mıknatıslanır. Kutuplar birbirlerini çeker ve mekanik yay kuvvetini yenerek kontağın kapanmasını sağlar. Bu kontak normalde açık ve normalde kapalı olabilir. Manyetik anahtarların elektropnomatik kumanda sistemlerinde kullanılabilmesi için özel silindirlere ihtiyaç vardır. Bu silindirlerin piston yüzeylerine daimi mıknatıs tuturulmuştur. Bu şekilde manyetik algılayıcıların piston hareketini algılaması sağlanmış olur. Manyetik temassız algılayıcı üç uçludur. Bunlardan ikisi besleme gerilimi uçları diğer uç ise işaret çıkışıdır. Manyetik algılayıcı silindir içindeki pistonu algılayınca çıkışından işaret alınır. Bu gerilimin değeri besleme gerilimi ile orantılıdır. Elde edilen sinyal çıkıştan selenoid bobine direkt bağlanamaz. Bunun nedeni ise elde edilen sinyalin çok düşük değerlikli olmasıdır. Endüstriyel uygulamalarda ise ledli manyetik algılayıcı kullanılır.

elektropnomatik_sistemler_59

Şekil 3.28

Örnek: A silindiri iş parçalarını besleme magazininden taşıyıcı bir sisteme nakledecektir. S1 butonu uyarılınca A silindiri ileri doğru hareket ederek parçayı itecekdir. Daha sonra A silindiri geri gelecektir. Silindirin konum algılamaları reed kontak elemanı ile yapılacaktır.

elektropnomatik_sistemler_62 elektropnomatik_sistemler_60 elektropnomatik_sistemler_61

Şekil 3.31

Şekil 3.31’e dikkat edilecek olursa S1 butonu ve a0 reed kontağının aynı anda çalışması gerekmektedir, çünkü her ikisi de sinyal gönderdiği taktirde Y1 bobini tetiklenir ve silindir, a0 konumundan a1 konumuna doğru hareket eder. A1 konumuna geldiğinde algılama elemanı silindirin konumunu algılayacağından bu sefer de Y2 bobinini tetikler. Böylece silindir, tekrar hareket ederek eski konumuna geri döner.

3.4. Zaman Röleli Devre Uygulamaları

Zaman gecikmesi üreten sisteme zamanlayıcı adı verilir. Elektropnomatik sistemlerde bir işlemden diğer bir işleme geçiş, zamanlayıcı elemanlarının belirledikleri süre ile gerçekleştirilebilir. Bu tür kumandalara süreç kontrollü kumanda veya zamana bağımlı kumanda adı verilir. Elektropnomatik kumandalara genellikle iki tür zamanlama elemanı kullanılır.

  • Kapamada gecikmeli zamanlayıcılar
  • Açmada gecikmeli zamanlayıcılar

3.4.1. Kapamada Gecikmeli Zamanlayıcılar

S1 anahtarı kapatılınca ayarlanan süre sonunda normalde açık olan zamanlayıcı kontağı kapanır. Kontağın kapanması bir gecikmeyle gerçekleştiğinden bu tip zamanlayıcılara kapamada gecikmeli zamanlayıcılar denir.

elektropnomatik_sistemler_63

Şekil 3.32

Resim 3.5

3.4.2. Açmada Gecikmeli Zamanlayıcılar

S1 anahtarı kapatılınca zamanlayıcının normalde açık olan kontağı hemen kapanır ve S1 anahtarı kapalı olduğu süre zamanlayıcı zamanı saymaz. Fakat iç röle (kt) enerjili durumdadır. S1 anahtarı açıldığında zaman saymaya başlar ve ayarlanan süre sonunda iç röle daha önce kapatmış olduğu kontaklarını açar. Kontakların açılması belirli bir gecikmeyle

elektropnomatik_sistemler_64

Örnek: Metal bir parça işlenmek istenmektedir. Amaç, silindirin bir uyarı ile hareketi ve metalin sıkıştırılarak işlenmesi ardından ayarlanan süre sonrasında silindirin tekrar geriye

elektropnomatik_sistemler_65

Şekil 3.34 Şekil 3.35

elektropnomatik_sistemler_67 elektropnomatik_sistemler_66

Şekil 3.36

S1 butonu ve silindirin a0 konumu manyetik algılayıcı tarafından algılandığında iki koşulda tutuyorsa sistem çalışır. Silindir dışarı doğru itilir. Daha sonra silindirin son konumu da manyetik algılayıcı tarafından algılandıktan sonra gecikmeli zamanlayıcı çalışır ve ayarlanan süre kadar sistem aynı konumunu korur. Süre sonunda sistem tekrar çalışır ve silindir eski konumuna geri döner.

3.5. Temassız Algılayıcı Devre Uygulamaları

Sensör; fiziksel büyüklükleri (ısı, kuvvet, basınç vb.) algılayan ve bunları elektriksel işaretlere dönüştüren elemanlardır.

Sensörlerin faydaları;

  • Geometrik konumların hasas ve otomatik olarak tespiti
  • Nesnelerin ve hareketlerin temas olmaksızın tespiti
  • Yüksek anahtarlama hızı ve içyapılarındaki elektronik düzenleme sistemleri sayesinde gerilim tepe değerleri ya da hata impulsları meydana getirmez.
  • Elektronik algılayıcılar hareketlilikten dolayı aşınma gibi bir sorunla karşılaşmazlar.

Sensörlerin işletme gerilimleri 24 V’ tur. Endüktif, kapasitif ve optik temassız algılayıcılar, genellikle hem doğru akımla hem de 24, 110, 120, 220 V alternatif gerilimlerle çalışırlar.

Otomasyon sistemlerde kullanılan sensörler:

  • Endüktif temassız algılayıcılar
  • Kapasitif temassız algılayıcılar
  • Optik temassız algılayıcılar
  • Manyetik temassız algılayıcılar
  • Ultrasonik temassız algılayıcılar
  • Basınç sensörleri

3.5.1. Endüktif Algılayıcılar

Endüktif algılayıcılar, sanayide çok kullanılır. Endüktif algılayıcılar, sadece metalleri algılayan algılayıcılardır. Algılayıcılar genelde durum göstergesi için bir led gösterge ile donatılmıştır. Bazı durumlarda ek olarak bir ayar vidası konulmuştur. Bununla kontrol alanı ve kontrol aralığı ayarlanır. Algılayıcının ön tarafı bir osilatör sayesinde elektromanyetik alan oluşturur. Eğer metal bir parça bu alana itilirse endüktif algılayıcı içindeki bobinde fuko akımı oluşur. Bu akım, manyetik alanı değiştirir. Bu da sensör içindeki osilatörün fazla akım çekip gerilim seviyesini düşürmesine neden olur. Algılayıcıdaki darbe üreticisi, bu değişime karşı gösterir ve çıkış işareti üretir.

Not: Pirinç, alüminyum ve bakır çeliğe göre yarım anahtarlama mesafesine ihtiyaç duyar.

elektropnomatik_sistemler_68

3.5.2. Kapasitif Algılayıcılar

Bir kondansatörün kapasitesi metal veya metal olmayan bir cisim ile rahatsız edilir. Kapasite kondansatör plakaları arasındaki malzemeye bağlıdır. Bu kapasitif algılayıcılarda havadır. Elektriksel alana bir cisim girmesiyle kapasite rahatsız edilir ve bir anahtarlama gerçekleştirilir. Kullanım: Bütün malzemeler için kullanılır. Örnek: genelde ağaç, cam, plastik, keramik, su, yağ… vb metal olmayan malzemeler. Tabi metal olmayan malzemelerin anahtarlama kabiliyeti metal malzemelere göre daha kötüdür. Anahtarlama mesafesi: sensör arkasında bulunan ayarlanabilir potansiyometre sayesinde çeşitli malzemeler için ayarlanabilir. 20 mm üstüne çıkılmamalıdır. Kapasitif sensörler herşeye tepki verdikleri için daha yaygın kullanılırlar.

Şekil 3.38

3.5.3. Optik Temassız Algılayıcılar

Bütün her şeyi algılar. Bir gönderici sayesinde alıcıya ışık gönderildiği için ışık bariyerleri bütün malzemeler için kullanılabilir. Göndericiden alıcıya giden ışığın herhangi bir malzeme tarafından kesilmesiyle bir anahtarlama gerçekleşir.

Tek yollu ışık bariyer =Alıcı-Verici Tip Optik Temassız Algılayıcı

Gönderici ve alıcı birbirlerinden ayrı olarak düzenlenmiştir. Bir iletken ikisini birleştirir. Bu tür bir ışık bariyerinde gönderici ve alıcı, tam olarak karşı karşıya monte edilir.

Yansımalı ışık bariyeri=Reflektörden Yansımalı Optik Temassız Algılayıcı

Gönderici ve alıcı aynı gövde içerisine düzenlenmiştir. Işık karşıda bulunan bir ayna ile yansıtılır. Gönderilen ışığın alıcıya ulaşması durumunda bir anahtarlama oluşur. Bu nedenle yansıtma özelliği iyi olan malzemeler için kullanılmaz (örn: piston kolu).

Yansıma ışığı / yansıma ışığı bariyeri=Cisimden Yansımalı Optik Temassız Algılayıcı

Gönderici ve alıcı yansımalıışık bariyerinde olduğu gibi bir gövde içerisindedir. Fakat bu tip sensörlerde parça üzerinden geriye yansıyan ışık kullanılmaktadır. Parça ışık doğrudan alıcıya veya dağınık olarak yansıtabilir. Sensörün lamba veya lamlardan yansıyan ışıkla anahtarlanmaması için gönderici yüksek frekanslı ışık gönderir. Alıcı sadece bu frekansta

elektropnomatik_sistemler_69

şığın içinde doğrusal ve eğrisel olarak mümkün olan en küçük kayıpla iletildiği bir malzemedir. Fiber optik kablo ile küçük nesnelerin yerleri hassa ve doğru bir şekilde tespit edilebilir.

elektropnomatik_sistemler_70

Örnek

Bir potadan eriyik metal alınıp bir bant üzerinden gelen kalıplara dökülecektir. Döküm işinde kullanılan kepçenin metali alma ve dökme işlemleri iki farklı hızda olsun isteniyor. Operatör sistemi çalıştırdıktan sonra sistem stoplandığında duracaktır. Sistem algılaması sensörler aracılığıyla yapılsın.

elektropnomatik_sistemler_71

ekil 3.40

3.6. Birden Fazla Silindirin Kontrolü

İçinde birden fazla silindir bulunduran otomasyon sistemlerinin denetlenesinde sistematik yöntemlere başvurulur. Çünkü bu sistemler, genelde çok karmaşık olabilirler. Birden fazla silindirin kontrolünde şu aşamalar gerçekleştirilir:

  • İlk planda kumanda organlarının işlem sırası, yol adım planlarıyla belirlenmeli ayrıca varsa sistemdeki özel şartlar da tanımlanmalıdır.
  • Hangi tip silindirin, yönlendirme valfinin veya sınır anahtarlarının kullanılacağısistemin çalışma şartlarına göre belirlenmelidir.

3.6.1. Sinyal Çakışmalarının Tespiti

Aynı anda bir elektrik motorunun hem ileri hem de geri dönmesi mümkün değildir. Buna benzer şekilde bir basınçlı hava silindirinin her iki girişine de aynı zmanlarda basınçlı hava uygulanması, silindirin hangi yöne doğru çalışacağı noktasında kararsız bir durum oluşturur. Birden fazla silindirle çalışıldığında bu durumların tespit edilip gerekli kilitlemelerle bu olumsuzlukların ortadan kaldırılması gerekir.

Not: Bir devrede sinyal çakışmasının olup olmadığı çok kolayca anlaşılabilir. Sinyal çakışması olmaması için silindirler, mutlaka çıktıkları sırayla içeri girmelidirler. Bunun dışındaki çevrimlerde sinyal çakışması vardır.

A ve B çift etkili silindirler olmak üzere

A+: A silindirinin ileri hareketi A-: A silindirinin geri hareketi B+ : B silindirinin ileri hareketi B-:B silindirinin geri hareketi

Örnek: (A+B+B-A-) şeklindeki bir sıralı çalışmada sinyal çakışması olup olmadığını araştırınız.

Silindirlerin çıktıları sıra ile içeriye girmeleri gerektiği kuralını hatırlarsak eğer şekle göre ilk A silindiri dışarı çıkmış daha sonra ise B silindiri dışarı çıkmış fakat geri dönüşte ise önce B silindiri geri geldiği için bu devrede sinyal çakışması vardır diyebiliriz.

3.6.2. Sıralayıcı Kullanılarak Oluşturulan Devre Uygulamaları

Elektropnomatikte devre çözümlerinde sinyal çakışma problemi aşağıdaki yöntemlerle çözülür:

  • Sıralayıcı yöntemi
  • Gruplara ayırma(kaskad) yöntemi
  • Hafızalı sıralayıcı yöntemi

3.6.2.1. Sıralayıcı (Set-Reset) Yöntemi

Çift taraflı selenoid uyarılı impuls valflerin tercih edilmesi durumunda adımlayıcı yöntemi elektropnomatik kumanda tekniğinde iyi ve güvenilir bir çözüm yöntemi sunar. Bu tekniğin prensipleri;

  • Sıralayıcı kumanda tekniğinde bir kumanda zinciri oluturulur. Kumanda zinciri kısa ifade şekline dönüştürülür (A+B+A-B-).
  • Sistemin yol adım diyagramı çizilerek bir adımdan bdiğer bir adıma geçmeyi sağlayan şartlar belirlenir.
  • Her adım için bir röle tayin edilir.
  • Bir çalışma adımı set edilirken ondan bir önceki adım reset edilir.
  • Sistemin başlangıç şartı oluşturulur. Bunun için start verici elemanın aktif olması ve ensonadımın tamanlanarak ilgili sinyal verici elemanın olma şartı aranır.
  • Bundan sonra ise sistematik olarak adımların hangi şartlarda “set” ve hangi şartlarda”reset” olacağının belirlenmesi gerekir.

Örnek: Şekil 3.41’de paketler bir bant üzerinden gelmektedir. Bu paketler, A silindiri ile yukarı kaldırılmakta ve ikinci bir bant sistemine B silindiri ile itilmektedir (A+B+). A silindiri, ancak B silindiri geri son konumuna ulaşınca geri hareket edebilir(B-A-). İlk hareket, bir başlatma butonu ( S1) ile sağlanacaktır. Her iki silindir de çift etkili olup çift bobin uyarılı hafızalı impuls yönlendirme valfi ile kontrol edilmektedir. Silindirlerin ileri ve

elektropnomatik_sistemler_72

Şekil 3.41

elektropnomatik_sistemler_73

Şekil 3.42

Yukarıda Set Reset sisteminin adımları ve şekli verilmiştir.

elektropnomatik_sistemler_74

Şekil 3.43

elektropnomatik_sistemler_75

1.Adım:

elektropnomatik_sistemler_76

2.Adım:

elektropnomatik_sistemler_77

3.Adım

elektropnomatik_sistemler_78

Üçüncü adımda B silindiri ileri son konumuna ulaşmışsa (b1 uyarılmışsa) ve bir önceki adım aktif ise (K2), K3 rölesi kendini mühürlesin. Bir sonraki sinyal aktif olduğunda ise (K4) mühürlemeyi çözsün (reset).

4.Adım

elektropnomatik_sistemler_80 elektropnomatik_sistemler_79

Dördüncü adımda B silindiri geri son konumuna ulaşmışsa ( bo uyarılmışsa) ve bir önceki adım aktif ise (K3), K4 rölesi kendini mühürlesin. Bir sonraki sinyal aktif olduğunda ise (K1) mühürlemeyi çözsün.

Set anahtarının görevi ise sistemde elektrik kesintisi olduğunda sistemi başlangıç konumuna alır.

elektropnomatik_sistemler_81

Şekil 3.44

Çıkış Birimi

elektropnomatik_sistemler_82

Şekil 3.45

3.6.2.2. Hafızada Tutan Sıralayıcılarla Oluşturulan Devre Uygulamaları

Tek taraflı selenoid uyartımlı son kumanda elemanlarının kullanılması durumunda, temel prensip aynı olmakla beraber bazı özelliklerin dikkate alınması gereklidir. Bundan önceki çözümlerde sadece tek bir adım aktif idi. Gerekli hafıza fonksiyonlarını çift taraflı selenoid valfler üstleniyordu. Fakat bu defa son kumanda elemanları yayı geri dönüşlü olduğu için Reset yapılması sakıncalıdır. Örneğin; ilk çıkan silindir en son geri gelecekse son adıma kadar ilgili valf bobinin aktif kalması gereklidir. Bu çözüm yönteminde adımlar genel olarak reset edilmez. Son adım da tamamladıktan sonra bütün adımlar hep beraber reset edilir.

  • Hafızada tutan sıralayıcı yönteminde her bir silindir hareketine karşılık bir röle kullanılmasıdır. Örneğin; (A+B+B-A-) şeklindeki ardışık kumanda zincirine 4 adım söz konusu olduğundan kumanda devresinde 4 adet röle kullanılır.
    • Start şartı: Başlama elemanının kumanda edilmesiyle program akışı başlatılır.
      • Tek çevrim: Başlatma sinyali ile beraber kontrol programı bir kez çalıştırılır ve başlangıç koşullarında durur. Örnek: A+B+B-A- şeklindeki bir çalışma ancak bir kez gerçekleşir. Bunun için start elemanı yay getirmeli ve ani temaslı (buton) seçilmesi gerekir.
      • Sürekli çevrim: Başlatma sinyalinden sonra kontrol programı, stop uyarı sinyali ile kesilinceye kadar tekrar edilir. Bunun için start elemanının kalıcı tip anahtar seçilmesi gerekir.
      • Stop: Bu eleman, normalde kapalı kontak düzeninde olup uyarıldığında açılmalıdır.
  • Bir adımdan diğer bir adıma geçişte bir önceki adımın gerçekleştirilip gerçekleşmediği sorgulanmalıdır.
  • Hareket akışı, röleleri açan ve kapayan kontakları ile bobinlere giden akım yolları üzerinden gerçekleştirilecektir.
  • Tüm röleler, en son adımla birlikte reset edilecektir.

Örnek: Bir delme yüzeyine elle parçalar yerleştirilir. Başlatma butonunun uyarılması el (S1) A silindiri iş parçasını B delme silindirinin altına iter. A silindiri ileri son konumuna ulaştığında B delme silindiri ileri çıkarak parçayı deler ve hemen geri döner. B silindiri, geri son konumunu aldığında A silindir geri gelir. Her iki silindir de çift etkili olup 5/2 tek bobin uyarılı ve yay geri getirmeli yönlendirme valfi ile kumanda edilecektir.

elektropnomatik_sistemler_83

Şekil 3.46

elektropnomatik_sistemler_84

Şekil 3.47 Şekil 3.48

elektropnomatik_sistemler_85

• Elektrik Kumanda Devre Şemasının Oluşturulması

elektropnomatik_sistemler_86

Bu tür soruları çözerken yukarıdaki durum grafiğini kullanacağız.

1.Adım

elektropnomatik_sistemler_87

elektropnomatik_sistemler_88

Durum grafiğinde 1 numaralı kutu, çalışma sisteminin başlangıç şartlarını belirler. Kontrol sisteminin başlangıç şartları; S1 başlatma sinyali verilmişse ve a silindiri geri son konumunda ise ve kontrol çevrimi en son adımı tamamlamışsa (K4) start sinyali etkili olsun.

.

2.Adım

elektropnomatik_sistemler_89

Durum grafiğinde 2 numaralı kutu, delme işlemi için B silindirini ileri çıkartır(B+). Bir önceki adım gerçekleşmişse (A+) ve sonraki adıma geçmeyi sağlayan sinyal verici uyarılmışsa (a1) K2 rölesi enerjilenerek kendini mühürlesin (tutma kontrolü).

3.Adım:

elektropnomatik_sistemler_91 elektropnomatik_sistemler_90

Durum grafiğinde 3 numaralı kutu, delme işleminin sonu için B silindirini geri getirir( B-). Bir önceki adım gerçekleşmişse (B+) ve bir sonraki adıma geçmeyi sağlayan sinyal verici uyarılmışsa(b1) K3 rölesi enerjilenerek kendini mühürlesin(tutma kontrolü).

4.Adım:

elektropnomatik_sistemler_93 elektropnomatik_sistemler_92

Şekil 3.49

4 Yorumlar

CEVAPLA