Układy pneumatyczne i elektropneumatyczne ze sterowaniem logicznym (PLC)

Celem podręcznika jest dostarczenie studentom różnych kierunków i semestrów studiów wiedzy na temat zgromadzonej w Laboratorium Automatyki, Mechatroniki i CIM Wydziału Mechanicznego Technologicznego Politechniki Śląskiej aparatury i oprogramowania oraz przedstawienie propozycji wybranych zagadnień, możliwych do zrealizowania w tak skomponowanym środowisku. W podręczniku podano też podstawowe pojęcia, związane z zastosowaniem układów sterowania, omówiono zasady programowania sterowników PLC ze szczególnym uwzględnieniem budowy i działania sterownika Simatic S7-300 firmy Siemens i podano przykłady jego zastosowania do sterowania wcześniej utworzonymi układami elektropneumatycznymi, zamieszczając każdorazowo odpowiedni program sterujący , napisany w języku LD.

SPIS TREŚCI:

1. Wprowadzenie
1.1. Uwagi ogólne
1.2. Podstawy teoretyczne - Program FluidStudio-P
1.2.1. Wprowadzenie do programu FluidStudio-P
1 .2.2. Przykłady użytkowania programu FluidStudio-P w części "Info"
1.2.3. Przykłady stosowania programu FluidStudio-P w części "Course"

2. Elementy pneumatycznych układów sterowania
2.1. Układ przygotowania powietrza
2.2. Pneumatyczne elementy wykonawcze
2.2.1. Siłownik jednostronnego działania
2.2.2. Siłownik dwustronnego działania
2.3. Elementy sterujące przepływem i ciśnieniem powietrza
2.3.1. Zawory rozdzielające
2.3.2. Zawór zwrotny
2.3.3. Przełącznik obiegu
2.3.4. Zawór zwrotno-dławiący
2.3.5. Zawór szybkiego spustu
2.3.6. Zawór koniunkcji
2.3.7. Zawór progowy
2.3.8. Zawór opóźniający
2.3.9. Zawór zbliżeniowy pneumatyczny
2.3.1O.Zawór podciśnienia
2.3.11.Manometr

3. Elementy elektropneumatycznych układów sterowania
3.1. Zasilacz elektryczny
3.2. Czujniki zbliżeniowe
3.2.1. Indukcyjny czujnik zbliżeniowy
3.2.2. Pojemnościowy czujnik zbliżeniowy
3.2.3. Optyczny czujnik zbliżeniowy
3.3. Zestawy przekaźników elektrycznych
3.3.1. Przekaźniki zwykłe
3.3.2. Przekaźniki czasowe
3.4. Urządzenie do łączenia sygnałów wejściowych
3.5. Wskaźnik połączeń
3.6. Elektryczny łącznik krańcowy
3.7. Zawory elektropneumatyczne
3.8. Przetwornik pneumoelektryczny
3.9. Indukcyjny łącznik zbliżeniowy

4. Przykłady syntezy prostych układów sterowania z zastosowaniem elementów pneumatycznych, elektrycznych i elektropneumatycznych
4.1. Sterowanie ruchem siłowników jednostronnego i dwustronnego działania z zastosowaniem wyłącznie elementów pneumatycznych
4.2. Sterowanie ruchem siłowników jednostronnego i dwustronnego działania z zastosowaniem układów elektropneumatycznych
4.2.1. Bezpośrednie sterowanie elektropneumatyczne ruchem siłownika jednostronnego działania
4.2.2. Pośrednie sterowanie elektropneumatyczne ruchem siłownika jednostronnego działania
4.2.3. Bezpośrednie sterowanie elektropneumatyczne ruchem siłownika dwustronnego działania
4.2.4. Pośrednie sterowanie elektropneumatyczne ruchem siłownika dwustronnego działania
4.3. Funkcje logiczne
4.3.1. Realizacja sterowania elektropneumatycznego z zastosowaniem funkcji logicznej "lub"
4.3.2. Realizacja sterowani a elektropneumatycznego z zastosowaniem funkcji logicznej "i"
4.4. Ustawianie zwłoki czasowej
4.4. l. Sterowanie ruchem siłownika z zastosowaniem ustawienia zwłoki czasowej
4.4.2. Sterowanie przekaźnikowe z podtrzymaniem
4.5. Pamiętanie sygnału - zawór impulsowy
4.5.1. Ręczne sterowanie wysuwaniem i wsuwaniem siłownika za pomocą zaworu elektropneumatycznego impulsowego
4.5.2. Realizacja ruchu oscylacyjnego siłownika przy wykorzystaniu zaworu elektropneumatycznego impulsowego

5. Program FluidSIM-P jako narzędzie komputerowego wspomagania projektowania i badania pneumatycznych i elektropneumatycznych układów sterowania
5.1. Opis programu FluidSIM-P
5.1.1. Grupa komend menu File
5.1.2. Grupa komend menu Edit
5.1.3. Grupa komend menu Execute
5. .4. Grupa komend menu Library
5. .5. Grupa komend menu Insert
5. .6. Grupa komend menu Didactics
5. .7. Grupa komend menu Project
5. .8. Grupa komend menu View
5. .9. Grupa komend menu Options
5. .10. Grupa komend menu Window
5. .11. Grupa komend menu elementów pomocy "?" programu FluidSIM-P
5.2. Tworzenie wirtualnych postaci układów sterowania
5.2.1. Tworzenie wirtualnych postaci układów sterowania z zastosowaniem elementów pneumatyki
5.2.2. Tworzenie wirtualnych postaci układów sterowania z zastosowaniem elementów elektropneumatyki

6. Przykłady praktycznych zadań do wykonania w zakresie syntezy, symulacji, budowy i badania pneumatycznych i elektropneumatycznych układów sterowania
6.1. Pneumatyczne sterowanie wysuwem siłownika jednostronnego działania za pomocą zaworu rozdzielającego trójdrogowego dwupołożeniowego (3/2) z przyciskiem
6.2. Pneumatyczne sterowanie zmianą położenia tłoczyska siłownika dwustronnego za pomocą zaworów rozdzielających trój drogowych, dwupołożeni owych (3/2) z przyciskiem oraz przełącznikiem
6.3. Pneumatyczne sterowanie wysuwaniem siłownika jednostronnego działania za pomocą 2 zaworów 3/2 z przyciskiem
6.4. Pneumatyczne sterowanie ruchem łyżki odlewniczej w urządzeniu do zalewania form odlewniczych
6.5. Pneumatyczne sterowanie wolnym ruchem części segmentu transportera
6.6. Pneumatyczne sterowanie wysuwaniem elementów z magazynu opadowego
6.6.1. Realizacja zadania przy założeniu możliwości sterowania urządzeniem tylko z jednego stanowiska obsługi
6.6.2. Realizacja zadania przy założeniu możliwości alternatywnego sterowania urządzeniem z dwóch stanowisk obsługi
6.6.3. Realizacja zadania przy założeniu możliwości alternatywnego sterowania urządzeniem z czterech stanowisk obsługi
6.7. Pneumatyczne sterowanie urządzeniem do montażu elementów za pomocą połączenia wciskowego
6.8. Pneumatyczne sterowanie urządzeniem do wykrawania otworów
6.9. Pneumatyczne sterowanie urządzeniem do rozdzielania elementów walcowych
6.10. Pneumatyczne sterowanie urządzeniem do zanurzeniowego malowania elementów
6.11. Pneumatyczne sterowanie ruchem siłownika dwustronnego działania z żądanym lub awaryjnym powrotem
6.12. Pneumatyczne sterowanie sekwencją ruchów, według założonego diagramu krokowego, urządzenia do tłoczenia oznaczeń
6.13. Pneumatyczne sterowanie, według założonego diagramu krokowego, sekwencją ruchów urządzenia do przesuwania paczek
6.14. Pneumatyczne sterowanie prasą pneumatyczną
6.15. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem sortownicy
6.16. Elektropneumatyczne sterowanie otwieraniem zaworu rurociągu
6.17. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem segmentu transportera
6.18. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem noża gilotyny
6.19. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem klapy zbiornika
6.20. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem wykrojnika
6.21. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem szczęki imadła
6.22. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem stołu szlifierki taśmowej
6.23. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem dystrybutora elementów
6.24. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem prasy
6.25. Elektropneumatyczne sterowanie urządzeniem do sklejania elementów
6.26. Elektropneumatyczne sterowanie linią produkcyjną
6.27. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem zwrotnicy przenośnika
6.28. Elektropneumatyczne sterowanie ruchem wytłaczarki
6.29. Elektropneumatyczne sterowanie urządzeniem do przesuwania paczek
6.30. Elektropneumatyczne sterowanie urządzeniem do zanurzeniowego malowania elementów

7. Wprowadzenie do zagadnień sterowania z zastosowanie sterowników programowalnych PLC
7.1. Podstawowe pojęcia związane z zastosowaniami układów sterowania
7.2. Programowalne sterowniki logiczne (PLC)
7.2. 1. Główne zadania sterowników PLC
7.2.1.1. Kontrola i sterowanie przebiegiem procesu
7.2.1.2. Kontrola obiektów
7.2.1.3. Sterowanie dopasowujące obrabiarek
7.2.2. Elementy składowe PLC
7.2.2.1. Sprzęt (hardware)
7.2.2.2. Oprogramowanie (software)
7.2.2.3. Elementy wejściowe
7.2.2.4. Elementy wyjściowe
7.2.2.5. Interfejs programisty
7.3. Budowa sterowników PLC
7.3.1. Przerzutniki sterowników PLC
7.3.2. Jednostka centralna sterownika PLC
7.3.3. Pamięć sterowników PLC
7.3.4. Moduły wejścia/wyjścia sterowników PLC
7.3.4.1. Moduł wejść dyskretnych
7.3.4.2. Moduł wyjść dyskretnych
7.3.4.3. Moduł wejść analogowych
7.3.4.4. Moduły wyjść analogowych
7.4. Komunikacja sterownika PLC z otoczeniem
7.4.1. Sygnały
7.4.1.1. Sygnały analogowe
7.4.1.2. Sygnały cyfrowe
7.4.1.3. Sygnały binarne
7.4.2. Operacje logiczne na sygnałach
7.4.2.1. FunkcjaOR ("lub", alternatywa, suma logiczna Boole'a)
7.4.2.2. Funkcja AND ("i", koniunkcja, iloczyn logiczny Boole'a)
7.4.2.3. Funkcja NOT ("nie", inwersja, negacja logiczna Boole'a)
7.4.3. Tożsamości logiczne
7.4.4. Minimalizacja funkcji logicznych
7.4.4.1. Mapy Kamaugha
7.5. Przykłady rzeczywistych struktur technologicznych nadzorowanych przez sterowniki PLC
7.5.1. System sterowania procesem rozlewania mleka
7.5.2. Instalacja do trawienia elementów skrzyni biegów
7.5.3. System monitoringu i sterowania przepływem ciepła
7.5.4. Automatyzacja procesów pozyskiwania i przesyłania wody pitnej
7.6. Oprogramowanie STEP 7
7.6.1. Tworzenie projektów w programie STEP 7
7.6.2. Podstawy współpracy z programem STEP 7
7.6.3. Tworzenie projektu za pomocą modułu SIMATIC Manager
7.6.4. Sposoby adresowania wejść i wyjść
7.7. Tworzenie programu sterującego dla sterownika Simatic
7.7.1. Zasady programowania sterowników PLC w edytorze programu STEP 7
7.7.1.1. Opis najczęściej używanych elementów języka LD
7.7.1.2. Program w języku LD
7.7.2. Przesłanie programu do sterownika i usuwanie błędów
7.7.2.1. Tworzenie połączenia i ładowanie programu
7.7.2.2. Testowanie programu
7.8. Przykłady zastosowania sterownika PLC do sterowania układami elektropneumatyki
7.8.1. Sterowanie logiczne mchem sortownicy
7.8.2. Sterowanie logiczne zaworem rurociągu
7.8.3. Sterowanie logiczne ruchem segmentu transportera
7.8.4. Sterowanie logiczne ruchem noża gilotyny
7.8.5. Sterowanie logiczne ruchem klapy zbiornika
7.8.6. Sterowanie logiczne ruchem wykrojnika
7.8.7. Sterowanie logiczne ruchem szczęki imadła
7.8.8. Sterowanie logiczne ruchem stołu szlifierki taśmowej
7.8.9. Sterowanie logiczne ruchem dystrybutora elementów
7.8.10. Sterowanie logiczne ruchem prasy
7.8.11. Sterowanie logiczne urządzeniem do klejenia elementów
7.8.12. Sterowanie logiczne linią produkcyjną
7.8.13. Sterowanie logiczne ruchem zwrotnicy przenośnika
7.8.14. Sterowanie logiczne ruchem wytłaczarki
7.8.15. Sterowanie logiczne urządzeniem do przesuwania paczek..
7.8.16. Sterowanie logiczne procesem zanurzeniowego malowania elementów

8. Modułowy-system produkcyjny
8.1. Opis modułowego systemu produkcyjnego
8.1.1. Moduł dystrybucji
8.1.1.1. Magazyn opadowy
8.1.1.2. Manipulator
8.1.2. Moduł kontroli
8.1.3. Moduł obróbki
8.1.3.1. Zespół stołu obrotowego
8.1.4. Moduł przenoszenia
8.1.5. Moduł sortowania
8.2. Tok postępowania przy konfigurowaniu modułowego systemu produkcyjnego
8.3. Sterowanie działaniem układu
8.3.1. Budowa układu sterowania
8.3.2. Komunikacja pomiędzy modułami
8.3.3. Układy połączeń modułów systemu produkcyjnego
8.3.3.1. Połączenia modułu dystrybucji
8.3.3.2. Połączenia modułu kontroli
8.3.3.3. Połączenia modułu obróbki
8.3.3.4. Połączenia modułu przenoszenia
8.3.3.5. Połączenia modułu sortowania
8.4. Obsługa stanowiska modułowego systemu produkcyjnego
8.4.1. Uruchamianie stanowiska modułowego systemu produkcyjnego
8.4.2. Opis działania przycisków funkcyjnych
8.4.3. Postępowanie w stanach awaryjnych
8.5. Program COSIVIS, jako narzędzie komputerowego wspomagania badania pneumatycznych i elektropneumatycznych układów sterowania zastosowanych w modułach MPS
8.5.1. Opis programu COSIVIS
8.5.1.1. Grupa komend menu File
8.5.1.2. Grupa komend menu Edit
8.5.1.3. Grupa komend menu View
8.5.1.4. Grupa komend menu Execute
8.5.1.5. Grupa komend menu Window
8.5.1.6. Grupa komend menu Help
8.5.2. Moduł magazynu opadowego należący do modułu dystrybucji
8.5.3. Moduł transportowy należący do modułu dystrybucji
8.5.4. Moduł kontroli
8.5.5. Moduł zespołu stołu obrotowego należący do modułu obróbki
8.5.6. Moduł wiercenia i kontroli należący do modułu obróbki
8.5.7. Moduł przenoszenia
8.5.8. Moduł sortowania
8.6. Programowanie sterowników PLC sterujących modułowym systemem produkcyjnym
8.6.1. Program sterujący działaniem modułu dystrybucji

Literatura