all politeknik module: rekabentuk litar(litar...

If you can't read please download the document

Upload: vuonghuong

Post on 13-Feb-2018

246 views

Category:

Documents

8 download

Report

Download

Embed Size (px):

TRANSCRIPT

ALL POLITEKNIK MODULE: REKABENTUK LITAR(LITAR ASAS BERBILANG SELINDER SISTEM ELEKTRO-PNEUMATIK DAN FUNGSI TAMBAHAN)

ALL POLITEKNIK MODULE

Free reading politeknik module.

November 10, 2014

REKABENTUK LITAR(LITAR ASAS BERBILANG SELINDER SISTEM ELEKTRO-PNEUMATIK DAN FUNGSI TAMBAHAN)

6.0 Pengenalan

ahukah anda bahawa sistem pneumatik adalah satu sistem yang menggunakan udara mampatan sebagai kawalan. Pemampat udara dan silinder adalah contoh komponen yang digunakan dalam sistem pneumatik.

Sistem elektrik adalah sistem yang hanya menggunakan komponen-komponen elektrik yang menggunakan tenaga elektrik sebagai kawalan. Kebanyakan komponen masukan atau pemproses seperti suis, penderia dan geganti adalah contoh komponen yang digunakan dalam sistem elektrik.

Sistem elektro-pneumatik adalah sistem yang menggunakan gabungan komponen-komponen pneumatik yang menggunakan udara mampatan dan komponen-komponen elektrik yang menggunakan tenaga elektrik sebagai kawalan. Injap solenoid adalah satu contoh komponen yang digunakan dalam sistem elektro-pneumatik.

Rajah 6.1 menunjukkan perbezaan komponen-komponen yang digunakan dalam sistem pneumatik dan komponen-komponen yang digunakan dalam sistem elektro-pneumatik.

Dapat diperhatikan bahawa komponen-komponen elektro-pneumatik mempunyai injap solenoid padanya yang berfungsi menggerakan komponen secara elektrik. Manakala pada komponen-komponen sistem pneumatik, komponen digerakan dengan menggunakan udara mampatan.

Rajah 6.1 : Perbezaan diantara pneumatik dan elektro-pneumatik

6.1 Gambarajah Tetangga

Gambarajah tetangga adalah satu sistem kawalan elektrik. Rajah tangga digunakan untuk mengawal suatu sistem elektrik atau gabungannya dengan sistem lain seperti pneumatik dan hidraulik. Contohnya sistem lampu isyarat, mesin-mesin automatik dan mungkin juga beberapa fungsi mesin CNC dan robot.

Rajah tangga tidak boleh dianggap sebagai satu litar elektrik. Rajah tangga hanya merupakan satu rujukan bagi melukis litar elektrik sebenar. Lazimnya, rajah tangga berfungsi sebagai suatu aturcara logik untuk diproses oleh alat kawalan logik yang dinamakan PLC (Programmable Logic Controller).

6.1.1 Reka Bentuk Gambarajah Tetangga

Rajah tetangga boleh direka bentuk dengan menggunakan beberapa kaedah secara lazimnya. Antara kaedah yang digunakan ialah:

Kaedah Reka Bentuk Huffman

Kaedah Reka Bentuk Cascade

Kaedah Reka Bentuk Dengan Menggunakan Carta Jujukan

Tidak kira apa jua kaedah yang digunakan untuk mereka bentuk rajah tetangga, bentuk suatu rajah tangga mempunyai satu piawai yang telah ditentukan.

Rajah 6.2 menunjukkan salah satu contoh rung tangga. Rung tangga terdiri daripada rung-rung yang mempunyai tugas yang berlainan. Setiap rung terdiri daripada bahagian syarat di sebelah kiri rung dan bahagian tindakan di sebelah kanan rung.

Rajah 6.2 : Rung

Syarat ialah kumpulan yang mewakili sesentuh pelbagai komponen masukan atau pemproses yang disusun secara bersiri atau selari di sebelah kiri rajah tangga.

Tindakan ialah kumpulan yang mewakili pelbagai pemproses atau keluaran yang disusunkan secara selari di sebelah kanan rajah tangga. Tindakan-tindakan tidak boleh disusunkan secara siri di dalam satu rung.

Contoh 6.1

Litar elektro-pneumatik bersama gambarajah tangga adalah seperti yang ditunjukkan dalam rajah 6.3 di bawah. Kendalian rajah tangga gambarajah 6.3 adalah seperti berikut:

Rod silinder satu tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kawalan arah 3/2 solenoid tunggal berpegas.

Rod silinder dua tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kawalan arah 4/2 solenoid tunggal berpegas.

Rod silinder dua tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kawalan arah 4/2 bersolenoid kembar.

Rod silinder satu tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kaawalan arah 3/2 solenoid tunggal berpegas.

Rod silinder dua tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kawalan arah 4/2 solenoid tunggal berpegas.

Rod silinder dua tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kawalan arah 4/2 bersolenoid kembar.

Rajah 6.3 : Litar Tangga

Contoh 6.2

Rajah 6.4 : Litar Tangga

Rajah di atas merupakan gambarajah litar elektro-pneumatik bersama dengan gambarajah tangga bagi satu sistem yang terdiri daripada satu silinder dua tindakan dan satu injap solenoid 4/2. Rod silinder dua tindakan akan keluar apabila suis tekan st1 ditekan dan rod silinder tersebut akan masuk apabila suis tekan st2 ditekan.

Penerangan kendalian rajah tangga pada sistem:

Bekalan udara dibekalkan kepada silinder dua tindakan melalui injap 4/2 yang mempunyai dua solenoid pada setiap hujung.

Apabila suis tekan st1 ditekan, arus elektrik akan mengalir kepada gelung geganti R1.

Apabila gelung geganti R1 dijanakan, relay contact r1 biasa terbuka akan tertutup dan membekalkan arus kepada solenoid A+.

Ini akan menggerakkan injap 4/2 ke sebelah kanan. Rod silinder akan bergerak keluar.

Apabila suis tekan st2 ditekan, arus elektrik akan mengalir kepada gelung geganti R2.

Apabila gelung geganti R2 dijanakan, relay contact r2 akan tertutup dan membekalkan arus kepada solenoid A-.

Ini akan menggerakkan injap 4/2 ke sebelah kiri. Rod silinder akan bergerak masuk.

Contoh 6.3

Rajah 6.5 : Litar Tangga

Rajah 6.5 menunjukkan litar elektro-pneumatik bersama dengan rajah tangga bagi satu sistem yang terdiri daripada satu silinder dua tindakan dan satu injap 4/2 dua solenoid. Rod silinder dua tindakan akan keluar dan masuk secara automatik apabila suis tekan st1 ditekan.

Penerangan kendalian rajah tangga pada sistem:

Bekalan udara dibekalkan kepada silinder dua tindakan melalui injap 4/2 yang mempunyai dua solenoid pada setiap hujung.

Apabila suis tekan st1 ditekan, arus elektrik akan mengalir kepada gelung geganti R1.

Apabila gelung geganti R1 dijanakan, relay contact r1 biasa terbuka akan tertutup dan membekalkan arus kepada solenoid A+ melalui suis had a0 yang tertutup oleh sebab kedudukan asal rod silinder.

Ini akan menggerakkan injap 4/2 ke sebelah kanan. Rod silinder akan bergerak keluar.

Pada masa yang sama, gelung geganti R2 juga dijanakan melalui relay contact r1.

Apabila gelung geganti R2 dijanakan, relay contact r2 yang biasa terbuka akan tertutup. Arus elektrik sampai ke suis had a1.

Apabila rod silinder bergerak sehingga menyentuhi suis had a1, suis had a1 akan tertutup dan arus elektrik dibekal kepada solenoid A-.

Ini akan menggerakkan injap 4/2 ke sebelah kiri. Rod silinder akan bergerak masuk.

Contoh 6.4

Rajah 6.6 : Litar Tangga

Rajah 6.6 menunjukkan satu litar elektro-pneumatik berbilang silinder bersama gambarajah tangga litar berkenaan. Komponen-komponen seperti injap kawalan arah bersolenoid kembar, suis tekan st1, suis penghad a0, a1, b0 dan b1 digunakan. Rod dua silinder dua tindakan A dan B dikehendaki untuk digerakkan keluar dan masuk secara automatik dengan jujukan A+, B+, A-, B-.

Penerangan kendalian rajah tangga pada sistem:

Bekalan udara dibekalkan kepada kedua-dua silinder dua tindakan melalui injap 5/2 yang mempunyai dua solenoid pada setiap hujung.

Apabila suis tekan st1 ditekan, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R1 melalui suis had b0 dan relay contact r5.1 biasa tertutup.

Gelung geganti R1 menjanakan relay contact r1.1, r1.2 dan 1.3. Relay contact r1.1 akan menyebabkan gelung geganti R1 terus terjana.

Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid A+ melalui relay contact r1.2 dan r2.1.

Rod silinder A akan bergerak keluar sehingga menyentuh suis had a1.

Apabila suis had a1 dicapai, arus akan mengalir melalui suis had a1 dan relay contact r1.3 kepada gelung geganti R2.

Gelung geganti R2 akan menjanakan relay contact r2.1, r2.2, dan r2.3. Relay contact r2.2 akan menyebabkan gelung geganti R2 terus terjana.

Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid B+ melalui relay contact r2.3 dan r3.1.

Rod silinder B akan bergerak keluar sehingga menyentuhi suis had b1.

Apabila suis had b1 dicapai, arus akan mengalir melalui suis had b1 dan relay contact r2.4 kepada gelung geganti R3.

Gelung geganti R3 akan menjanakan relay contact r3.1, r3.2, r3.3 dan r3.4. Relay contact r3.2 akan menyebabkan gelung geganti R3 terus terjana.

Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid A- melalui relay contact r3.3.

Rod silinder A akan bergerak masuk sehingga menyentuhi suis had a0.

Apabila suis had a0 dicapai, arus akan mengalir melalui suis had a0 dan relay contact r3.4 kepada gelung geganti R4.

Gelung geganti R4 akan menjanakan relay contact r4.1, r4.2 dan r4.3. Relay contact r4.1 akan menyebabkan gelung geganti R4 terus terjana.

Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid B- melalui relay contact r4.2.

Rod silinder B akan bergerak masuk sehingga menyentuhi suis had b0.

Apabila suis had b0 tercapai, arus akan mengalir melalui suis had b0 dan relay contact r4.3 kepada gelung geganti R5.

Gelung geganti R5 akan menjanakan relay contact r5.1 dan seterusnya, mematikan seluruh litar elektro-pneumatik.

Litar elektro-pneumatik penuh dan berhenti.

Contoh 6.5

Rajah 6.7 : Litar Tangga

Rajah 6.7 merupakan satu litar elektro-pneumatik berbilang silinder bersama gambarajah tangga litar berkenaan. Komponen-komponen seperti injap kawalan arah bersolenoid tunggal berpegas, suis tekan st, suis penghad a0, a1, b0 dan b1 digunakan. Rod dua silinder dua tindakan A dan B dikehendaki untuk digerakkan keluar dan masuk secara otomatik dengan jujukan A+, A-, B+, B-.

Penerangan kendalian rajah tangga pada sistem:

Bekalan udara dibekalkan kepada kedua-dua silinder dua tindakan melalui injap 5/2 yang mempunyai dua solenoid pada setiap hujung.

Apabila suis tekan st ditekan, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R1 melalui suis had b0 dan relay contact r3.1 biasa tertutup.

Gelung geganti R1 akan menjanakan relay contact r1.1 dan r1.2. Relay contact r1.1 akan menyebabkan gelung geganti R1 terus terjana.

Arus elektrik akan dibekalkan kepada solenoid A+ melalui relay contact r1.2 dan r2.1 biasa tertutup.

Rod silinder A akan bergerak keluar sehingga menyentuhi suis had a1.

Apabila suis had a1 dicapai, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R2 melalui suis had a1 dan relay contact r1.3.

Gelung geganti R2 akan menjanakan relay contact r2.1, r2.2, r2.3 dan r2.4. Relay contact r2.2 akan menyebabkan gelung geganti R2 terus terjana.

Apabila gelung geganti R2 dijanakan, relay contact r2.1 biasa tertutup akan menjadi terbuka. Maka, solenoid A+ akan kehilangan tenaga dan menyebabkan rod silinder A bergerak masuk disebabkan pegas sehingga mencapai suis had a0.

Apabila suis had a0 dicapai, arus akan mengalir kepada solenoid B+ melalui suis had a0 dan relay contact r2.3.

Rod silinder B akan bergerak keluar sehingga menyentuhi suis had b1.

Apabila suis had b1 dicapai, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R3 melalui suis had b1 dan relay contact r2.4.

Gelung geganti R3 akan menjanakan relay contact r3.1. Ini menyebabkan arus yang dibekalkan kepada gelung geganti R1 terputus dan seterusnya menyebabkan arus yang dibekalkan kepada gelung geganti R2 terputus juga.

Gelung geganti R2 kehilangan tenaga dan menyebabkan relay contact r2.3 menjadi biasa terbuka semula. Maka, solenoid B+ kehilangan tenaga dan menyebabkan rod silinder B bergerak masuk disebabkan pegas.

Litar elektro-pneumatik penuh dan berhenti.

UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM ANDA MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.

SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

SELAMAT MENCUBA

Soalan 6a-1

Elektro-pneumatik adalah operasi gabungan antara _________ dan_____________

Sistem pneumatik menggunakan _____________ sebagai penggerak injap kawalan.

Sistem elektro-pneumatik menggunakan _____________ sebagai penggerak injap kawalan.

Alat yang digunakan untuk menukarkan mekanisma elektrikal kepada mekanikal untuk menggerakkan injap kawalan elektro-pneumatik di panggil ________________

Untuk menerangkan litar asas bagi berbilang silinder berdasarkan kawalan eletro-pneumatik di namakan_______________

Soalan 6a-2

Sila lengkapkan rajah tetangga di bawah

Soalan 6a-3

Sila padankan injap dibawah

Pneumatik

Elektro-Pneumatik

Jawapan 6a-1

elektrik , pneumatik

angin mampat

elektrik

solenoid

Gambarajah tetangga

Jawapan 6a-2

Jawapan 6a-3

6.2 FUNGSI DAN ALAT TAMBAHAN BAGI KAWALAN TURUTAN

PNEUMATIK DAN ELEKTRO-PNEUMATIK

Terdapat tiga jenis alatan tambahan bagi mengawal kawalan turutan sistem pneumatik dan juga elektro-pneumatik. Tiga jenis alat tersebut ialah :-

Lengah masa (timer)

Pembilang (counter)

Penyedut vakum

Simbol tangga bagi setiap komponen di atas adalah seperti berikut;

PERALATAN

SIMBOL TANGGA

Lengah Masa

Pembilang

Penyedut Vakum

Gambarajah 6.8 : Simbol Ladder

6.2.1 LENGAH MASA (TIMER)

Jikalau dirumah kita sentiasa mengunakan penetap masa mesin basuh untuk menetapkan jangkamasa membasuh dan alat yang anda gunakan itu merupakan alat lengah masa. Begitu juga dengan sistem pneumatik dan elektro-pneumatik.

6.2.1.1 Binaan Alat Lengah Masa

Ia terdiri daripda gelung medan magnet yang dapat menghasilkan daya elektromagnet, dimana daya elektromagnet ini dapat menarik sesentuh untuk bertindak.

Terdapat sesentuh lazim terbuka dan sesentuh lazim tertutup didalam komponen ini. Sesentuh ini adalah untuk mengawal litar.

Timer ini dilaras dengan melaraskan pelaras masa yang terdapat pada bahagian atas untuk mengawal tindakkan timer supaya mengikut masa yang kita hendaki.

Terdapat berbagai jenis timer dalam pasaran mengikut kegunaannya dalam litar elektrik atau elektronik.

Bahagian badan timer ini biasanya dibuat dari plastik untuk menutupi bahagian gegelung supaya gegelung dapat bertahan dengan lebih lama.

6.2.1.2 Fungsi.

Timer biasanya digunakan di dalam litar eletrik bagi litar Pneumatik adalah untuk mencipta litar separa automatik atau litar automatik sepenuhnya. Dimana ia mengantikan kawalan manusia dengan melaraskan masa yang diinginkan pada pelaras masa yang terdapat pada timer.

Tugas utama timer adalah untuk memutuskan atau menyambungkan bekalan pada beban apabila tempoh masa yang dilaras telah sampai tempoh.

Tugas memutuskan atau menyambungkan bekalan adalah dilakukan oleh sesentuh lazim terbuka dan lazim tertutup. Dimana sesentuh lazim terbuka akan jadi tertutup apabila sampai tempoh manakala sesentuh lazim tertutup akan terbuka.

6.2.2 PEMBILANG (COUNTER)

Pembilang dalam sistem pneumatik dan elektro-pneumatik boleh berfungsi untuk mengira bilangan tindakan piston. Jikalau setiap tindakan piston merupakan proses ke atas sesuatu produk, pembilang juga boleh membilang jumlah produk yang telah melalui sistem tersebut.

6.2.3 PENYEDUT VAKUM

Proses utamanya ialah mevakumkan sesebuah sistem dengan mengeluarkan kesemua udara didalam sistem tersebut, sehingga menjadikan sistem itu bebas daripada udara. Udara yang di sedut keluar daripada sistem selalunya udara yang kotor dan mengandungi pelbagai bendasing ataupun dipanggil satu proses politropik.

Terdapat tiga jenis pam vakum iaitu seperti Rajah 6.9 di bawah :

Jenis piston

Jenis skru

Jenis berputar

Rajah 6.9 : Jenis-jenis pam vakum

Penerangan

Pemampat penyedut vakum ini menggunakan pemampat udara jenis salingan.

Pemampat jenis ini menggunakan gerakan piston dalam silinder untuk menyingkirkan bendasing yang terdapat didalam udara.

Biasanya udara singkiran atau sedutan dari sesebuah unit dihasilkan

melalui proses mampatan dalam satu atau beberapa peringkat.

Pemampat salingan satu peringkat menghasilkan udara yang kadar sedutannya lebih rendah daripada pemampat salingan dua peringkat.

Pemampat salingan satu peringkat menyedut udara dalam sesebuah unit dengan menggunakan satu piston sahaja.

Piston digerakkan kebawah dan udara yang kotor dan tercemar serta yang mempunyai bendasing disedut masuk ke ruang silinder melalui liang sedutan.

Apabila injap sedutan terbuka, injap hantaran adalah dalam keadaan tertutup.

Selepas itu proses hantaran pun bermula dengan piston bergerak keatas.

Injap hantaran terbuka dan injap sedutan tertutup.

Udara dalam ruang atas piston dalam silinder akan ditolak keluar melalui liang hantaran ke satu lubang atau satu saluran yang lebih di kenali sebagai ekzos.

Proses penyedutan atau penyingkiran udara yang tercemar ini berlaku sehinggalah ke suatu tekanan yang telah dilaraskan.

Pemegang Objek Pam Vakum

Jenis pemegang objek yang digunakan oleh pam vakum ditentukan oleh bentuk dan material bahan / alat yang hendak dipegang seperti ditunjukkan dalam rajah 6.10 di bawah.

Plat keras

Plat lembut

Objek bulat

Lain-lain bentuk

Rajah 6.10 : Jenis-jenis pemegang objek

Soalan 6b-1

Sila isikan jawapan anda di tempat kosong yang disediakan.

Bagi sesuatu proses yang memerlukan lengah masa, gambarajah tangga memerlukan .

Fungsi utama timer ialah untuk menentukan . sesuatu proses

Pembilang counter digunakan untuk . proses atau objek yang telah dilakukan oleh sistem elektro-pneumatik.

Proses . merupakan proses membuang udara di dalam sesuatu sistem.

Alat vakum digunakan untuk memegang .yang ringan dan mudah pecah.

Soalan 6b-2

Lukiskan simbol bagi peralatan di bawah pada ruangan kosong yang disediakan.

PERALATAN

SIMBOL TANGGA

Lengah Masa

Pembilang

Penyedut Vakum

Jawapan 6b-1

1. Timer

2. Lengah Masa

3. Membilang

4. Vakum

5. Komponen

Jawapan 6b-1

PERALATAN

SIMBOL TANGGA

Lengah Masa

Pembilang

Penyedut Vakum

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN UNIT SELANJUTNYA!

SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA

Soalan 1

Anda telah dibekalkan oleh syarikat anda beberapa komponen seperti di bawah :

Dua buah Silinder 2 tindakan

Dua buah injap kawalan arah 5/2 dengan 2 solenoid

Empat buah suis penghad

Sebuah suis tekan

Lukiskan Litar tangga untuk mengawal gerakan 2 buah silinder yang bergerak mengikut jujukan A+B+A-B-

Berdasarkan jawapan soalan 1(i) di atas, terangkan operasi litar elektro-pneumatik bagi jujukan tersebut.

Soalan 2

Anda telah dibekalkan oleh syarikat anda beberapa komponen seperti di bawah :

Dua buah Silinder 2 tindakan

Dua buah injap kawalan arah 5/2 dengan 2 solenoid

Empat buah suis penghad

Sebuah suis tekan

Lukiskan Litar tangga untuk mengawal gerakan 2 buah silinder yang bergerak mengikut jujukan A+A-B+B-

Berdasarkan jawapan soalan 2(i) di atas, terangkan operasi litar elektro-pneumatik bagi jujukan tersebut.

Jawapan 1)

(i)

(ii)