Praca w przemyśle nie należy do łatwych. Często jest wymagająca zarówno pod względem merytorycznym jak i fizycznym. By dobrze realizować powierzone zadania konieczne jest posiadanie dużej wiedzy i umiejętności, lecz także mieć sporo siły i wytrzymałości, by dobrze radzić sobie w trudnych warunkach. Pneumatyka i elektropneumatyka należą do nieco ‘czystszych’ dziedzin nauki i techniki niż choćby hydraulika siłowa ze względu na medium, którym jest sprężone powietrze, jednak również aplikacje elektropneumatyki spotkać można w wielu branżach, w których na co dzień wykonuje się ciężkie i wymagające prace.

Układy elektropneumatyczne działają w oparciu o zawory i siłowniki sterowane sygnałem generowanym w elektronicznym układzie sterującym. Zawór elektropneumatyczny złożony jest z trzech podstawowych części, które są ze sobą odpowiednio połączone [1]:

– głowicy posiadającej kanały do przepływu powietrza wraz z zespołem tłoków i grzybków albo kulek zamykających i otwierających kanały,

– cewki elektrycznej z rdzeniem, która stanowi napęd zaworu,

– kotwicy podłączonej do zespołu tłoków, za pomocą których unosi lub opuszcza grzybki.

Zawory elektropneumatyczne można rozdzielić na dwie podstawowe grupy z punktu widzenia ułożenia. Pierwsza grupa to zawory otwarte, kiedy cewka jest zasilana i zamknięte, gdy nie jest zasilana. Druga grupa to zawory zamknięte podczas zasilania cewki i otwarte podczas braku zasilania.

Projektowanie i podłączanie układów elektropneumatyki na własną rękę najlepiej ćwiczyć na tzw. tablicach pneumatycznych, gdzie dowolne elementy mogą być ze sobą łączone w nieograniczony niczym prócz przestrzeni sposób. Aby przygotować taką tablicę potrzebne jest kilka podstawowych narzędzi. Przede wszystkim zaciskacz do kabli do odsłonięcia przewodu z izolacji, by można je było zamontować w płytce prototypowej. Potrzebne mogą być także przewody połączeniowe i kable jednożyłowe do połączenia z płytą lutowniczą. Niezbędny jest zasilacz, który może zasilać prądem 9 – 12V DC i co najmniej 800 mA prądu. Akumulatory lub zasilacze AC-DC mogą być używane jako zasilacz tego typu. Należy również przygotować lutownicę do łączenia ze sobą przewodów. Dotyczy to pomp i zaworów.

Zwykle pompy nie są wyposażone w przewody, więc trzeba przylutować przewody bezpośrednio do nich. W przypadku zaworów elektromagnetycznych można chcieć przedłużyć przewody, aby dopasować je do swojego projektu, co również wymaga lutowania. Może również wystąpić potrzeba przylutowania przewodów do regulatora napięcia, aby można go było łatwo podłączyć do płytki prototypowej [2].

Gdzie jednak pozyskać wiedzę niezbędną do rozpoczęcia pracy z elektropneumatyką? Najczęściej układy tego typu występują np. w pojazdach, składach kolejowych, w produkcji (np. podajniki uniwersalnego zastosowania). Zakład pracy, który zatrudnia mechanika lub elektromechanika, który specjalizuje się w pneumatyce i układach elektropneumatycznych wymaga zazwyczaj solidnej wiedzy domenowej, o którą niełatwo na studiach bądź w technikum.

Lepsze szkoły oferują kursy z zakresu pneumatyki, które poruszają również aspekty sterowania elektrycznego, jednak nie jest to jeden z popularniejszych tematów. Stąd osoby zainteresowane nauką i poszerzaniem wiedzy w tym zakresie zdane są na publikacje naukowo-techniczne oraz udział w kursach. Rynek oferuje w tym temacie zarówno kursy organizowane przez producentów pneumatyki przemysłowej jak i przez instytucje niezależne. Firmy produkujące sprzęt wykorzystywany w układach elektropneumatycznych zazwyczaj na celu mają przeszkolenie z jego jak najlepszego użytkowania.

Często jednak dochodzi do zatajeń w zakresie wad sprzętu. Podczas takiego szkolenia omawia się oczywiście sprzęt wyłącznie jednego producenta – organizatora, nie ma więc możliwości zrobienia rzetelnego porównania rynkowego. Z kolei instytucje niezależne oferują kursy kilkudniowe poświęcone ogólnej nauce teorii elektropneumatyki, zasadom działania układów tego typu oraz wdrożeniu tej wiedzy w praktyce, zarówno w zakresie wykorzystywanego oprogramowania do projektowania układów jak i ich budowania w rzeczywistości.

Celem takiego szkolenia jest zapoznanie się z budową i działaniem elektropneumatycznych elementów wykonawczych oraz sterujących wykorzystywanych w przemyśle. Kursanci przyswajają także obsługę oprogramowania umożliwiającego testowanie układów elektropneumatycznych oraz uzyskują umiejętność czytania schematów elektropneumatycznych układów sterowania. W czasie kursu nabywa się także umiejętność montażu układów sterowania elektropneumatycznego przy użyciu stanowisk szkoleniowych umożliwiających konfigurowanie i badanie układów, a także poznaje się podstawowe prawa i zasady konfiguracji obwodów prądu stałego.

Finalnie, kurs pozwala na uzyskanie praktycznych umiejętności dotyczących budowy układów pneumatycznych wyposażonych w elementy elektropneumatyczne oraz zastępowania układów pneumatycznych przez zespoły elektropneumatyczne [3]. Taki zastrzyk wiedzy i umiejętności może sprawić, że uczestnik kursu stanie się ekspertem w zakresie elektropneumatyki w swojej firmie. Pomoże to w poprawieniu i umocnieniu swojego stanowiska w strukturze firmy oraz poprawi jakość wykonywanej pracy. Szkolenie może więc być drogą nie tylko do uzyskania wiedzy, lecz także do zapracowania na awans.

Decydując się na szkolenie warto zwrócić uwagę na to, co firma szkoleniowa oferuje w ramach ceny kursu. W przypadku renomowanych firm zazwyczaj jest to przede wszystkim osoba eksperta w postaci trenera, który przekazuje wiedzę miarowo i sumiennie, skupiając się na najbardziej przydatnych w praktyce elementach. W dalszej kolejności warto też skupić się na tym, czy firma dysponuje dobrze wyposażoną salą, w której dostępne są różne rodzaje komponentów pneumatycznych i elektropneumatycznych. Kluczem do sukcesu jest także dobry program szkolenia, który należy przed kursem uważnie przeczytać. Powinien on odpowiadać na najczęstsze potrzeby przemysłu w zakresie elektropneumatyki.

Autor: Agnieszka Hyla, Konsultantka ds. optymalizacji produkcji w Centrum Szkoleń Inżynierskich EMT-Systems Sp. z o. o., Autorka tekstów z zakresu zarządzania w produkcji.

Źródła:

[1] Zawory elektropneumatyczne, http://www.trakcja.one.pl/strona/zawory%20ep.html, dostęp z dnia 29.05.2018 r.

[2] Assembling the Board, https://softroboticstoolkit.com/low-cost-ep-circuit/assembly, dostęp z dnia 29.05.2018 r.

[3] Podstawy ElektroPneumatyki, EMT-Systems, https://emt-systems.pl/podstawy_elektropneumatyki.html, dostęp z dnia 29.05.2018 r.