Pneumatica: componenti, valvole e circuiti per l'automazione

Pneumatica: Introduzione e Componenti

TMA 2023-2024
PNEUMATICA
15 novembre 2023

La pneumatica comprende:

• Produzione di aria compressa
• Dispositivi pneumatici
• Circuiti pneumatici semplici

La pneumatica è molto importante per l'automazione con aria compressa, per
l'industria 4.0 con comandi da remoto.
Si creano circuiti pneumatici dove il movimento è provocato dall'aria compressa.
E' necessario un AVVIATORE: qualsiasi oggetto che si muove con aria compressa.

2
M
T
3
1

Valvole Pneumatiche

VALVOLE: aprono e chiudono l'ingresso e l'uscita ai fluidi. Cercheremo di
manovrare le valvole in modo che l'aria vada dove vogliamo noi:

• es: aziono la valvola per FAR PASSARE L'ARIA quando normalmente il
  passaggio è chiuso
• es.2: aziono la valvola per NON FAR PASSARE L'ARIA quando normalmente
  il passaggio è aperto.

Valvole Normalmente Chiuse e Aperte

3/2 - Normalmente Chiusa (N.C.)

2
工
3
AZIONATA! A RIPOSO

3/2 - Normalmente Aperta (N.A.)

2
T
1
3
AZIONATA! A RIPOSO
1TMA 2023-2024

Circuiti Pneumatici e Progettazione

L'automazione è gestita da noi: dobbiamo costruire lo schema dove 1 è l'ingresso
che viene azionato da un PISTONE.

1
Cilindro a s.e.
2
W
Valvola 3/2 NC
T
1
3
fig.2 - Segnale di potenza.
\

Posso disegnare il progetto con un programma che si chiama FESTO.

Definizione delle Valvole

22 novembre 2023
La valvola viene definita con due numeri: es: 4/2:

• il primo numero indica da quante vie di ingresso/uscita ci sono in una sezione
• il secondo numero indica le posizioni della valvola

b
a
a = posizione a
b = posizione b
= 2 posizioni
2=A
b
a
1P;2A = 2 Vie = 2/2 (2 vie e 2 posizioni)
1=P
2=A
T
3/2 Valvola 3 vie e 2 posizioni
normalmente chiusa (NC)
1=P
3=R
2=A
T
3/2 Valvola 3 vie e 2 posizioni
normalmente aperta (NA)
O
3=R
4=B
2=A
4/2 Valvola 4 vie e 2 posizioni (poco
usata in pneumatica)
1=P
3=R
4=B|
2=A
F
Valvola 4/3 con centro chiuso (poco
usata in pneumatica)
1=p 3=R
4=B|
12=A
Valvola 5/2 (molto usata in
pneumatica)
3=RVO
5=S
1=P
2
1=PTMA 2023-2024

Tipologie di Circuiti e Azionamento

I circuiti possono essere:

• circuito di POTENZA ( entra l'aria compressa)
• circuito di COMANDO ( l'aria compressa fa muovere i pistoni)

L'azionamento della valvola può essere DIRETTO o INDIRETTO:

• DIRETTO: l'aria che entra è la stessa che muove il pistone ( circuito di
  potenza e di comando coincidono)
• INDIRETTO: l'aria compressa non va a comandare l'azionamento ( circuito di
  potenza e di comando sono diversi)

Ciclogramma: Diagramma delle Fasi

CICLOGRAMMA:
E' il diagramma delle varie fasi, lo schema che serve per dare informazioni

Ciclo Quadro e Sensori

CICLO QUADRO :
A+/B+/A-/B- (Senza segnali
bloccanti)

FASE	MOTO	SEGNALE
1	A+	bo
2	B+	al
3	A-	bl
4	B-	ao

A
-
ao
B
+
bo
-

Il pistone di indica con le lettere. In questo caso abbiamo due pistoni: A e B
a1/a0/b1/b0 sono i sensori che indicano la posizione dei pistoni
+ il pistone è uscito
- il pistone è a riposo ( non ci sono posizioni intermedie)
3
al
+
b1TMA 2023-2024

Registrazione del Movimento dei Pistoni

Ora vediamo come i sensori registrano il movimento dei pistoni:

• SITUAZIONE INIZIALE: tutto a riposo: il pistone A è su AO chiuso e il pistone
  B è su BO chiuso. Aziono l'aria compressa e inizio la fase 1

no
O
A1
BO
B1
1
F=0
F=0
V=1.07
V=0
4
2
4
2
BO
0)
0
B1
O
AO
1
3
1
3
2
T
I
3
1
Ic

• FASE 1:
  ○
  Il pistone A si apre
  o il pistone B resta fermo

AO
BO
B1
1
F=0
F=0
V=0
v=0
4
2
4
2
BO
(0)
0
A1
0
AO
1
3
1
3
2
D
1
3
Ic
4
1
B1TMA 2023-2024

• TERMINE FASE 1:
  o il pistone A è aperto
  o il pistone B è chiuso

AO
A1
1
BO
B1
1
F=0
F=0
V=0
V=1.07
4
2
4
2
BO
B1
A1
1
3
1
3
2
3
1
Ic

• FASE 2:
  ○
  il pistone A resta aperto
  ○
  il pistone B si apre

AO
A1
BO
B1
-
F=0
F=0
v=0
V=0
4
2
4
2
BO
·B1
A1 (0)
Y
1
3
1
3
€
2
T
I
1
3
IC
5
1TMA 2023-2024

• SITUAZIONE ALLA FINE DELLA FASE 2:
  o il pistone A è aperto
  o il pistone B è aperto

AO
A1
BO
B1
-
1
F=0
F
V =- 1.23
v=0
4
2
4
2
BO
0
B1
AD
1
3
1
3
2
S
T
I
8
1
3
Ic

• FASE 3:
  o il pistone A scende e torna indietro
  o il pistone B resta aperto

AO
A1
80
81
F=0
v=0
V=D
4
2
4
2
BO
B1
A
1
3
1
3
2
I
T
1
3
DO
Ic
6
1
CTMA 2023-2024

• SITUAZIONE ALLA FINE FASE 3:
  o Il pistone A è chiuso
  o Il pistone B è aperto

AO
A1
BO
B1
-
F=0
V=0
V =- 1.23
4
2
4
2
BO
B1
A1
AO
1
3
1
3
2
(
T
I
1
3
DO
Ic

• FASE 4:
  o il pistone A il pistone resta fermo
  o il pistone B torna indietro

AO
A1
BO
B1
1
F=0
F=0
V=0
V=0
4
2
4
2
BO
B1
A1
1
3
1
3
2
T
3
Ic
1
7
1TMA 2023-2024

• SITUAZIONE ALLA FINE DELLA FASE 4:
  o il pistone A è chiuso
  o il pistone B è chiuso

AO
A1
1
1
F=0
F=0
V=0
V=O
4
2
4
2
BO
B1
At
AD
1
3
1
3
2
T
T
3
Ic
1

Ciclogramma: Scrittura e Legenda

CICLOGRAMMA
Come scrivere un ciclogramma di un circuito:

Legenda del Ciclogramma

LEGENDA:

• A - B- C- .... sono i nomi delle valvole ( lettere maiuscole)
• FASI: sono i momenti del circuito
• MOTO: indica se il pistone è aperto (+) o chiuso (-)
• SEGNALI: sono i segnali che fanno attivare il circuito. Essi possono essere:
  manuali
• automatici (
  ricominciano da soli)
• semiautomatici
• Ic= è il segnale iniziale: l'impulso che fa partire il circuito
• Nel pistone ci sono 2 sensori che si chiamano come il pistone ( lettera
  minuscola però) a cui si aggiunge 0 se è chiuso o 1 se è aperto: cioè la
  posizione 0 nci fa capire che il pistone è chiuso, la posizione 1 invece ci fa
  capire che è aperto.

BO
B1
8TMA 2023-2024

Costruzione di un Ciclogramma

Simbolo grafico:
Furzionamento:
×
y
A
B
A
B
-
costruzione di un ciclogramma
esercizio:
A+/B+/C+/A-/B-C-

• Questo schema dice come si trovano i pistoni ( +aperti o - chiusi) nelle varie
  fasi ( la fase è delimitata da /: nel nostro caso ci sono 5 fasi)
• Moto: devo scrivere come i pistoni sono alla fine della fase
• Segnali: riporto i segnali che fanno partire i pistoni. Nella prima fase avrò Ic (
  inizio circuito)
• riga dei pistoni: in alto + in basso -: scrivo come si trova il pistone e segno la
  posizione di partenza all'inizio della colonna e la posizione finale alla fine della
  colonna

Produzione di Aria Compressa

PRODUZIONE DI ARIA COMPRESSA:

Vantaggi dell'Aria Compressa

VANTAGGI:

• L'aria è un elemento gratis e la materia prima è illimitata
• può essere conservata in serbatoi
• non è pericolosa da maneggiare ( no esplosioni/incendi/intossicazioni .. )
• si trasporta facilmente: posso mettere tanti volumi in un piccolo spazio
• conserva le sue caratteristiche in un ampio intervallo di temperatura

Svantaggi dell'Aria Compressa

SVANTAGGI:

• La sua produzione richiede molta attenzione per evitare umidità ed impurezze
  9TMA 2023-2024
• la pressione è limitata
• la forza che ottengo non è sufficiente per spostare grandi carichi ( al massimo
  3/4 ton)
• non consente la regolazione continua del corpo mosso ( non si ferma a metà)

Gruppo RFL per Aria Compressa

PRODUZIONE ARIA COMPRESSA:
gruppo RFL: viene installato prima dell'utilizzatore finale

• Regolatore di pressione: mantiene la pressione costante
• Filtro: elimina la condensa e le impurità
• Lubrificante: lubrifica l'aria che a sua volta lubrifica i componenti meccanici
  con cui viene in contatto
• Manometro
  Il gruppo RFL causa delle cadute di pressione: occorre considerare queste cadute
  per non compromettere il funzionamento dell'impianto.
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