Pnömatik Devre Elemanları, Kontrol Devreleri

PNÖMATİK KONTROL DEVRELERİ

Pnömatik kontrol devresi, bir görevi yerine getirmek amacıyla birbiriyle bağlantılı pnömatik denetim ve çalışma elemanının bütünleşik bir düzenidir.
Genel anlamda pnömatik sözcüğü, hava ile denetimin ve çalışmanın tüm alanlarını belirgin olarak tanımlamaya yetmez.Yeni tekniklerin ortaya çıkması, ortak uygulama alanlarını bölmüştür.Pnömatiğin değişik sektörleri için birçok tanımlama varsa da, basınç kriterini esas alarak uygulama alanlarını gruplara ayırmak pratikte kabul görmüş bir yaklaşım olmuştur.Bu yaklaşıma göre:
1) Negatif basınç (vakum) pnömatiği.Basınç aralığı (mmHg): 0£ Pg £ 760
2) Düşük basınç pnömatiği.Basınç aralığı (bar) : 0 £ Pg £ 1,5 Sadece kumanda sistemlerini kapsar.Kullanılan elemanların statik veya dinamik olması önemli değil.
3) Normal basınç pnömatiği.Basınç aralığı(bar) : 1,5 £ Pg £ 16 Çalışma ve denetim elemanlarını içeren geleneksel pnömatik.
4)Yüksek basınç pnömatiği.Basınç aralığı(bar) : Pg> 16

1) Devre Diyagramının Hazırlanması ve Geliştirilmesi:

Öncelikle çizilen devrenin taslağı kontrol akış diyagramına uymalıdır.Aşağıdan yukarıya doğru bir sinyal akışı olmalıdır.Devre diyagramı için enerji girişi gerektiren tüm elemanlar aşağıya çizilmeli ve enerji aşağıdan yukarıya doğru dağıtılmalıdır.Devre diyagramı elemanların fiziksel yerleri dikkate alınmaksızın ve tüm silindirlerle yön valflerinin yatay çizilmesi tavsiye edilir.
Pnömatik denetim sistemi; bir hava silindiri ile sinyal girdisi, sinyal işleme ve sinyal çıktısı gibi işlevleri bir bütün halinde yerine getiren bir adet denetim valfinden oluşabilir.
Denetim işlevi birden fazla değişkeni gerektiriyorsa çalışma döngüsü; sinyal girdisi, sinyal işleme ve sinyal çıktısı için ayrı elemanlardan oluşmak zorundadır.Birden fazla değişkenin var olduğu nispeten büyük ve karmaşık pnömatik devrelerde, devre:
Veri toplama ve veri işleme işlevlerinin yerine getirildiği sinyal girdi ve sinyal işleme elemanlarının birlikte bulunduğu kumanda devresi,
Çalışma elemanlarının ve bu elemanlara yön veren ana yön denetim valflerinin bulunduğu güç devresi
olmak üzere iki ayrı kısımda incelenir.
Karmaşık sistemlerde kumanda devresi düşük basınçlarda çalıştırılabilir.Nispeten küçük ve basit sistemlerde güç ve kumanda devrelerine farklı basınçlarda hava temin eden iki ayrı şartlandırıcı grubun kullanımı ekonomik olmaz.Bunun yerine, maliyet unsurunun müsaade ettiği oranda güç devresine paralel bir hat çekilerek basınç regülatörü bu hata seri bağlanır ve kumanda devresine yönlendirilir.
Kumanda devresi güç devresinden uzak bir yerde bulundurulabilir ancak, enerji tasarrufu ve yüksek çevrim hızları için bu mesafe mümkün mertebe kısa tutulmalıdır.Devre diyagramını geliştirirken öncelikle devre taslağı denetim akış diyagramına uymalı, aşağıdan yukarı doğru bir sinyal akışı sağlanmalıdır.Devre diyagramı, elemanların fiziksel yerleri dikkate alınmaksızın çizilmeli, silindirler ve yön denetim valfleri yatay yerleştirilmelidir.


Örnek:
Bir çift etkili silindirin bir düğmeli veya pedallı valfe basıldığında ileri hareket etmesi strokunu tamamladığında geri dönmesi isteniyor.



Kullanılan malzemelerinin gerçek konumlarının şekilde çizilen yerlerinden farklı olduğu görülmektedir.Uygulamada 1.3 valfi, silindirin strokunun sonuna yerleştirilir.Bu valf bir sinyal elemanı olduğu için devre şemasının alt bölümüne çizilmiştir.Elemanın gerçek fiziksel konumunu tanımlamak için gerçek konum bir çizgi ile gösterilir.
Sinyal elemanının mafsal makaralı olması halinde çizginin üzerinde sinyalin akış yönünü gösteren bir ok yerleştirilir.Kontrol, karmaşık ve birkaç çalışma elemanını içeriyorsa; her bir çalışma elemanı bir grup oluşturacak şekilde bölümlere ayrılır.Mümkünse bu bölümler hareket sırasına göre yanyana çizilmelidir.

Elemanların Adlandırılması: Sıklıkla karşılaşılan iki adlandırma şekli vardır.
Numara kullanarak adlandırma
Harf kullanarak adlandırma
Numara ve harf kullanarak adlandırma

Rakam Kullanarak Adlandırma: Rakamlarla adlandırmanın birkaç yolu vardır.Sıklıkla kullanılan iki sistem,
a) Seri numaralama: Bu sistem, karmaşık kontrol ve özellikle çalışma söz konusu olan durumlarda tavsiye edilir.
Grup sayıları ve gruptaki seri numaralardan oluşur.Örnek: 4.12; 4. gruptaki 12. eleman

Grupların Sınıflandırılması:
Grup 0: Tüm enerji tedarik elemanları.
Grup 1,2,3....:Her bir bağımsız kontrol çizgisinin gösterilmesi (her bir silindir normal olarak bir grup sayısı alır.)
Seri Numaralama Sistemi:

*0 :Çalışma elemanları
*1 :Kontrol elemanları
*.2..4 :İlgili çalışma elemanlarının ileri hareketinde etkisi olan tüm elmanlar (çift sayılar)
*.3..5 önüş hareketinde etkisi olan tüm elemanlar.
*.01,.02 :Kontrol elemanı ile çalışma elemanı arasındaki elemanlar. Örnek: Kısma valfi


Alfabetik Harfleri Kullanarak Adlandırma:

Bu tip adlandırma genellikle devre diyagramının metodik olarak hazırlanmasında kullanılır.Bir dereceye kadar, harf kullanıldığında listeleme ve hesaplar daha kolay ve daha açık yapılabilir.Çalışma elemanları büyük harflerle adlandırılır.Sinyal elemanları, sınır anahtarları küçük harfler ile gösterilir.Daha önceki adlandırmadan farklı olarak sınır anahtarları ve sinyal elemanları etkiledikleri gruba değil olanlara kumanda veren (konum değiştiren) silindirlere atanırlar.

A,B,C.... Çalışma elemanlarının adlandırılması
a0,b0,c0.....A,B,C silindirlerinin geri konumlarında çalışan sınır anahtarlarının adlandırılması.
a1,b1,c1....A,B,C silindirlerinin millerinin ileriye doğru çıkması durumunda çalışan sınır anahtarlarının adlandırılması.
Numara ve Alfabetik Harf kullanarak Adlandırma:
Numara ve alfabetik harfleri birlikte kullanarak adlandırama da yapılabilir.Bağlantı elemanları ve borular benzer şekilde adlandırılabilir.Örneğin;
4.6p Þ 4. grubun 6. elemanının P (basınç) hattı

Elemanların Temsil Edilmesi, Gösterilmesi:

Tüm elemanlar devre diyagramında kontrolün başlama konumunda gösterilmelidir.Bu mümkün değilse veya bu kural geçerli değilse uygun bir açıklama yapılmalıdır.Eğer valf normal konumda değilse bu bir ok ile belirtilmeli, sınır anahtarı durumunda bir kam çizerek belirtilmelidir.Normal konum, valfin kumanda verilmediği andaki konumudur.
Boru hatları birbirini kesmeyen doğru çizgiler olarak çizilir.Denetimin karmaşık olmadığı yerlerde kumanda devresinin hataları kesikli çizgi, güç devresinin hatları dolu çizgi ile gösterilir.

ÖZET: Pnömatik devre çizilirken aşağıdaki sıra takip edilir.

Sistemin önce güç devresi çizilir.
a) Çalışma elemanı çizilir
b) Hareket tek yönde ise 3/2, çift yönde ise 5/2 yön denetim valfi kullanılarak çalışma elemanının hareketi sağlanır.
Sistemin kumanda devresi çizilir.
c) Güç devresindeki yön denetim valfinin uyarı hattına /hatlarına 3/2 normalde kapalı sinyal elemanları bağlanır.
d) Sinyal elemanları ile güç devresinin yön denetim valfinin uyarı hattı /hatları arasında, tanımlanan çevrimin gerek duyacağı işlem elemanları yerine bağlanır.
e) Devreye basınçlı havayı temin edecek eleman çizilir, güç ve kumanda devreleri basınçlı hava hattına bağlanır.
Pnömatik devrenin çizimi esnasında uygulanan kurallar:
Sinyal akışı aşağıdan yukarı doğru olmalı.
Aşağıdan yukarıya doğru enerji temin edilir.
Silindirler ve valfler yatay çizilir.
Sinyal elemanlarının gerçek yeri düşey bir çizgi ile gösterilir.
Tüm denetim devresi gruplara bölünür.
Elemanlar başlangıç konumlarında gösterilir.
Hatlar birbirini kesmeyecek şekilde düzenlenir.

Pnömatik Devre Diyagramı Hazırlama Yöntemleri:

Elektrik teknolojisinin kullanımıyla geliştirilen elektrikle kontrol yönteminin gerektirdiği ve genellikle duymaya alışık olduğumuz güç ve kumanda devreleri kavramı pnömatik teknolojisinde de uygulanmakta,kullanılan yöntemlerde de benzerlik arz etmektedir.
Endüstriyel uygulamalarda güç ve kumanda devreleri, tamamı pnömatik elemanlardan meydana gelebileciği gibi; son zamanlarda geliştirilen yeni teknolojilerin hızla uygulamaya devam edilmesiyle güç devresi pnömatik ancak kumanda devresi elektrik, elektrik+ elektronik, PLC,.... gibi tekniklerle oluşturulmakta, bu tekniklerin her biri başlı başına bir eğitim/ öğretim ve inceleme konusunu teşkil etmektedir.
Pnömatik kumanda devre diyagramlarını oluşturmada iki yöntem kullanılır:
Deneme yanılma yöntemi ve çoğunlukla geleneksel yöntem olarak ta anılan sezgisel yöntem.
Belirli kurallara ,sistematik yaklaşımlara dayalı yöntemler.

Bu yöntemlerin başlıcaları:
· Kaskad yöntemi
· Kayıt kaydırma yöntemi
· Program jeneratörleri
Kam kullanan sistemler
Delikli şeritler
Bu yöntemlerin kullanımında problemlerin çözümü için kullanılacak yol ve kuralar:
1) Silindirlere veya motorlara usulüne uygun birer harf ve ya numara verilmelidir.


2) Silindirin piston kolunun ileri hareketi (+), geri hareketi (-) motorlarda sağa dönüş (+), sola dönüş (-) ile ifade edilir.
3) Başlayarak biten her hareket bir adımdır.Bir sistemi başlama konumundan harekete geçirerek tekrar başlama konumuna getiren adımların toplamı bir çevrimdir.Birbirini takip eden farklı çalışma adımları ardarda , aynı anda gerçekleşen iki hareket alt alta yazılarak gösterilir.Böylece sisteme ait çalışma çevrimi ortaya çıkarılır.
4) Çevrimin güç devresi oluşturulur;
Çalışma elemanları,
Yön denetim valfleri çizilir
5) Çevrimin kumanda devresi oluşturulurken
Uyarı simgesi olmaksızın gerekli sinyal elemanları çizilir.Eğer güç devresindeki yön denetim valfleri hava uyarılı ise her bir impuls için sinyal valfi kullanılır.
6) Enerji girişi çizilir.
7) Kumanda hatları çizilir.
Elemanlar usulüne uygun numaralanır.
9) DIN 40719’a göre blok diyagramları ve VDI 3260’a göre fonksiyon diyagramları çizilir.
10)Sinyal çakışması olup olmadığı kontrol edilir.Bu kontrol fonksiyon diyagramlarından yapılır.
11) Uyarı simgeleri çizilir.
12) Uygulanabilecek yerlere yardımcı koşullar (ek talepler) yerleştirilir.