Pytanie: Jak wybrać między „zaworami przełączającymi” (logika OR) a „zaworami dwuciśnieniowymi” (logika AND) w sekwencjach pneumatycznych?

Odpowiedź: Wybór między zaworem przełączającym a zaworem dwuciśnieniowym zależy całkowicie od wymagań logicznych sekwencji sterowania pneumatycznego. Zawór przełączający należy stosować w przypadku logiki OR (LUB), gdy sygnał pneumatyczny na wyjściu musi być generowany, jeśli ciśnienie zostanie doprowadzone do wejścia A lub wejścia B (lub do obu jednocześnie). Wewnątrz zaworu przełączającego swobodnie poruszająca się kulka lub tłoczek przesuwa się, aby zamknąć nieużywane wejście, umożliwiając bezpośrednie przepływanie aktywnego sygnału do wyjścia. Z kolei zawór dwuciśnieniowy należy wybrać w przypadku logiki AND (I), gdy sygnał wyjściowy musi być generowany wyłącznie wtedy, gdy oba wejścia – A i B – są jednoczesne pod ciśnieniem. Wewnątrz zaworu dwuciśnieniowego przesuwający się tłoczek różnicowy blokuje przepływ, dopóki nie zostaną zaopatrzone w ciśnienie oba wejścia, przekazując do wyjścia sygnał o niższym ciśnieniu lub sygnał przychodzący później. Standaryzacja tych biernych, czysto mechanicznych zaworów logicznych pozwala projektantom systemów automatyzacji tworzyć odporną na wybuchy, pozbawioną elementów elektrycznych oraz wyjątkowo niezawodną podukładową kontrolę maszyn przemysłowych.

Wprowadzenie: Moc czystej logiki pneumatycznej

W erze sterowników logicznych programowalnych (PLC) i automatyzacji cyfrowej łatwo założyć, że cała kontrola maszyn musi być elektryczna. Jednak czysta logika pneumatyczna pozostaje nieocenionym narzędziem dla projektantów mechanicznych oraz integratorów systemów. Zawory logiczne pneumatyczne działają bez jakiegokolwiek zasilania elektrycznego, co czyni je naturalnie bezpiecznymi w strefach przeciwwybuchowych, w kabinkach malarskich, na zakładach chemicznych oraz w środowiskach o wysokiej wilgotności.

Ponadto stosowanie zaworów logicznych pasywnych, takich jak zawory przełączające i zawory dwuciśnieniowe, bezpośrednio w układach mechanicznych zmniejsza potrzebę użycia drogich zaworów elektromagnetycznych, modułów wejść/wyjść cyfrowych oraz okablowania fieldbusowego. Firma AIRWORK produkuje pełną gamę precyzyjnych zaworów logicznych wykonanych z mosiądzu i aluminium, zaprojektowanych do zapewnienia wyraźnej i wysokoczęstotliwościowej komutacji sygnałów w złożonych liniach sterowania pneumatycznego.

Zawory przełączające: zasada działania i aspekty B2B Zastosowanie Przypadki (logika OR)

Zawór przełączający to zasadniczo szybko działający automatyczny zawór kierunkowy. Posiada dwa otwory wlotowe (zazwyczaj oznaczone jako X i Y lub 1 i 1) oraz jeden otwór wylotowy (oznaczony jako A lub 2). Elementem wewnętrznym jest lekka kulka, dysk przełączający z poliuretanu lub suwak przesuwający się swobodnie wzdłuż otworu cylindrycznego.

• Zasada działania: Gdy powietrze sprężone wpływa do otworu wlotowego X, przesuwa dysk przełączający w kierunku otworu wlotowego Y, całkowicie zamykając ten otwór. Powietrze z X przepływa wówczas swobodnie wokół dysku przełączającego i opuszcza zawór przez otwór wylotowy A. Jeśli powietrze wpływa do otworu wlotowego Y, dysk przełączający jest przesuwany w kierunku otworu X, który zostaje wtedy zamknięty, a przepływ z Y kierowany jest do otworu A. W przypadku jednoczesnego dopływu powietrza do obu otworów wlotowych, otwór o wyższym ciśnieniu zamknie przeciwny otwór i skieruje swój przepływ do otworu wylotowego.
• Przypadek zastosowania 1 – zdalne ręczne nadpisanie: W dużych zakładach produkcyjnych operatorzy mogą potrzebować uruchomienia kluczowego cylindra (np. ramy odrzutu taśmy transportowej lub bramy awaryjnej) z dwóch różnych lokalizacji. Poprzez zainstalowanie zaworu przełączającego w pobliżu cylindra, przyciski ręczne mogą być podłączone do dwóch oddzielnych paneli sterowania. Naciśnięcie któregoś z przycisków spowoduje załączenie cylindra poprzez zawór shuttle .
• Przypadek zastosowania 2 – pomocnicze bezpieczne wycofanie: Pneumatyczny uchwyt zaciskowy może zostać wycofany albo przez zawór kończący normalny cykl, albo przez dedykowany ręczny zawór awaryjnego powrotu. Zawór przełączający łączy te dwa sygnały sterujące, aby załączyć główny zawór rozdzielający, zapewniając możliwość wycofania cylindra na skutek dowolnego z tych poleceń.

Zawory dwuciśnieniowe: Zasady działania i przypadki zastosowania B2B (logika AND)

Podczas gdy zawór przełączający realizuje operacje logiczne typu LUB, zawór dwuciśnieniowy jest zaprojektowany do realizacji logiki typu I. Posiada również dwa porty wejściowe (P1 i P2) oraz jeden port wyjściowy (A). Jego wewnętrzna konstrukcja jest jednak zupełnie inna i składa się z przesuwnego tłoczka z podwójnymi uszczelnieniami.

• Zasada działania: Jeśli powietrze jest doprowadzane wyłącznie do wejścia P1, ciśnienie powoduje przesunięcie wewnętrznego tłoczka na przeciwną stronę, co skutkuje zamknięciem portu wyjściowego A. To samo zachodzi w przypadku doprowadzenia powietrza wyłącznie do wejścia P2 – tłoczek przesuwa się, aby zablokować port wyjściowy A z drugiej strony. Przepływ do portu wyjściowego A występuje jedynie wtedy, gdy oba wejścia P1 i P2 są pod ciśnieniem. Gdy oba wejścia są aktywne, tłoczek pozostaje w stanie równowagi, a sygnał, który dotarł jako ostatni (lub sygnał o niższym ciśnieniu), przepływa przez uszczelnienia i opuszcza zawór przez port wyjściowy A.
• Przypadek zastosowania 1 – mechaniczne blokady sekwencyjne: W zautomatyzowanych liniach montażowych cylinder pomocniczy nie może wysunąć się, zanim główny cylinder zaciskowy osiągnie pełny skok. Można zastosować zawór dwuciśnieniowy z logiką AND: wejście P1 jest połączone z ręcznym przyciskiem uruchamiania cyklu, a wejście P2 – z mechanicznym zaworem krańcowym aktywowanym przez cylinder zaciskowy. Sekwencja zostanie uruchomiona wyłącznie wtedy, gdy naciśnięty zostanie przycisk ORAZ potwierdzony zostanie pełny skok cylindra zaciskowego.
• Przypadek zastosowania 2 – wielowходowe blokady bezpieczeństwa: W maszynach do pakowania wyposażonych w ruchome osłony bezpieczeństwa na poszczególnych drzwiach osłon można zainstalować pneumatyczne zawory krańcowe. Łącząc zawory dwuciśnieniowe szeregowo, można stworzyć wielobramową blokadę typu AND. Główne ciśnienie sterujące potrzebne do uruchomienia maszyny jest dopiero dostarczane do zaworu startowego, gdy wszystkie zawory krańcowe osłon bezpieczeństwa są pod ciśnieniem, co potwierdza zamknięcie wszystkich drzwi.

Porównanie techniczne: dokonywanie właściwego wyboru

Przy wyborze między zaworami przełączającymi a zaworami dwuciskowymi projektanci systemów automatyki muszą wziąć pod uwagę następujące czynniki techniczne:

• Przepustowość (współczynniki Cv lub Kv): Zawory przełączające są często stosowane do zasilania linii pilotowych lub nawet bezpośredniego zasilania małych cylindrów jednostronnego działania. Zawory przełączające AIRWORK zostały zaprojektowane z zoptymalizowanymi wewnętrznymi ścieżkami przepływu, aby zminimalizować spadek ciśnienia i zachować wysokie wartości współczynnika Cv. Zawory dwuciskowe są natomiast niemal wyłącznie stosowane do zadań pilotowania, ponieważ ich konstrukcja z przesuwnym tłoczkiem wewnętrznie ogranicza wysokie przepływy.
• Ciśnienie zwrotne i dynamika odprowadzania: Zawory przełączające mogą ulec zakleszczeniu sygnału pilotowego, jeśli ścieżka odprowadzania nie została prawidłowo zaprojektowana. Gdy ciśnienie na aktywnym wejściu spadnie do zera, zawór przełączający musi łatwo powrócić do pierwotnego położenia, umożliwiając odprowadzenie medium z linii wyjściowej przez zawór sterujący. Zawory logiczne AIRWORK wykorzystują uszczelki z poliuretanu o bardzo niskim współczynniku tarcia, które zapobiegają zakleszczeniu i zapewniają szybką reakcję przy odprowadzaniu.
• Dobór rozmiaru i integracja: W przypadku kompaktowych szaf sterowniczych należy wybrać zawory logiczne, które można montować bezpośrednio w linii przy użyciu gwintowanych przyłączy pneumatycznych, lub poszukiwać podstawowych kolektorów, w których wiele bramek logicznych jest wstępnie zapakowanych w pojedynczy blok aluminiowy, co pozwala zaoszczędzić miejsce.

Zakup wysokowydajnych zaworów logicznych marki AIRWORK

Nie zależnie od tego, czy projektujesz szybką sekwencję pakowania, czy odporną na wybuch instalację dozującą chemikalia, AIRWORK jest Twoim sprawdzonym partnerem w zakresie precyzyjnych komponentów logicznych. Nasze zawory przełącznikowe oraz zawory dwuciśnieniowe są wykonane z wysokiej jakości aluminiu anodowanego i mosiądzu odpornego na korozję, zapewniając doskonałą szczelność oraz nominalny czas pracy przekraczający 10 milionów cykli.

Integrując komponenty logiczne AIRWORK, integratorzy systemów mogą zagwarantować maksymalną niezawodność systemu, niższe zużycie energii oraz skrócenie czasu uruchamiania. Aby pobrać szczegółowe schematy CAD, rysunki wymiarowe lub uzyskać pomoc w doborze zaworów logicznych do swojego systemu, odwiedź dziś stronę jzpnu.com.