BAB 2 PETROCHEMICAL ENGINEERING DEPARTMENT POLITEKNIK KUCHING SARAWAK SISTEM PNEUMATIK (PNUEMATIC SYSTEM) OBJEKTIF : MENERANGKAN SIMBOL-SIMBOL ASAS UNTUK KOMPONEN PNEUMATIK DALAM SISTEM KAWALAN. MENGENALPASTI JENIS-JENIS INJAP YANG DIGUNAKAN. MENERANGKAN KOMPONEN UTAMA DALAM SISTEM KAWALAN PNEUMATIK. MENERANGKAN LITAR KAWALAN PNEUMATIK DAN ELEKTRO-PNEUMATIK TERMASUK PENGGUNAANNYA.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB 2
PETROCHEMICAL ENGINEERING DEPARTMENT POLITEKNIK KUCHING SARAWAK
SISTEM PNEUMATIK (PNUEMATIC SYSTEM) OBJEKTIF :
MENERANGKAN SIMBOL-SIMBOL ASAS UNTUK KOMPONEN PNEUMATIK DALAM SISTEM KAWALAN.
MENGENALPASTI JENIS-JENIS INJAP YANG DIGUNAKAN.
MENERANGKAN KOMPONEN UTAMA DALAM SISTEM KAWALAN PNEUMATIK.
MENERANGKAN LITAR KAWALAN PNEUMATIK DAN ELEKTRO-PNEUMATIK TERMASUK PENGGUNAANNYA.
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 26
Pengenalan
Pneumatik telah lama memainkan peranan penting sebagai pemangkin prestasi teknologi kerja
mekanikal. Ia juga digunakan dalam pembangunan teknologi automasi. Kebanyakan
penggunaan udara termampat digunakan untuk fungsi-fungsi seperti berikut:
Memastikan status pemproses (sensors)
Pemprosesan maklumat (processors)
Mengerakkan pengerak.
Melakukan kerja.
Perkataan pneumatik berasal daripada gabungan perkataan klasik greek, dimana ia “ pneuma”
bermakna angin/udara manakala “matic” bermakna pengerakan. Gabungan perkataan tersebut
memberi maksud kawalan pengerakan oleh udara. Dalam industri, ia merujuk kepada
penggunaan udara pemampat untuk memindahkan tenaga dan pengerakan.
Pneumatik digunakan untuk melakukan kerja pemesinan dan kerja peroperasian. Contohnya
seperti :
Menebuk (Drilling)
Memutar(Turning)
Memotong(Sawing)
Mengisar(Milling)
Mengemas(Finishing)
Membentuk (Forming)
Kawalan Kualiti (Quality Control)
Contoh penggunaannya adalah seperti rajah 2.1 dan rajah 2.2.
2.1
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 27
Rajah 2.1 : Penukar laluan untuk dua conveyer.
Rajah 2.2 : Pemotong pneumatik.
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 28
Kelebihan dan Kelemahan
Dalam suatu sistem mesti terdapat kelebihan dan kelemahan termasuklah sistem pneumatik.
Perkara ini selalu dititik beratkan dalam pemilihan sistem yang lebih efesien terutamanya
dalam industri. Jadual 2.3 dibawah menunjukkan kelebihan dan kelemahan untuk sistem
pneumatik.
Kelebihan Murah kerana udara sumber tenaga yang tidak terhad
Udara tidak meletup dan tidak bertoksik.
Udara termampat boleh dihantar dalam jarak yang jauh.
Udara termampat boleh disimpan.
Laju.
Mudah untuk kawal kelajuan dan pengerakannya.
Bersih.
Tahan lebihan beban.
Kelemahan Udara akan menyerap kelembapan yang akan mempengaruhi sistem.
Udara ekzos yang bising.
Tekanan udara terhad bergantung kepada kapasiti pemampat.
Jadual 2.3 : Kelebihan dan kelemahan untuk sistem pneumatik
2.2
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 29
Struktur & Aliran Isyarat Sistem Pneumatik
Sistem Pneumatik mengandungi interaksi antara kumpulan-kumpulan elemen yang berbeza.
Gabungan kumpulan-kumpulan elemen membentuk kawalan untuk aliran isyarat, bermula
daripada bahagian masukan( input) hingga ke bahagian pengerakan (output).
Elemen kawalan mengawal elemen pengerakan mengantung kepada isyarat yang terima
daripada elemen pemprosesan. Peringkat asas sistem pneumatik adalah :
Sumber tenaga (Energy supply)
Elemen masukan (Input elements)
Elemen pemprosesan (Processing elements
(processor))
Elemen kawalan(Control elements)
Komponen kuasa( Power Components
( actuator))
Rajah 2.4 menunjukkan eleman-elemen dalam sistem diwakili dengan simbol dimana ia
menunjukkan fungsi elemen tersebut.
Rajah 2.4 : Elemen-elemen dalam sistem pneumatik
2.3
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 30
Injap kawalan terus boleh digunakan sebagai masukan(input), pemprosesan, atau elemen
kawalan. Ciri yang membezakan untuk mengelaskan sesuatu komponen kepada kumpulan-
kumpulan elemen adalah konfigurasi dalam sistem pneumatik. Rajah 2.5 menunjukkan litar
diagram dan elemen-elemen pneumatik.
Rajah 2.5 : Litar diagram dan elemen-elemen pneumatik
Penghasilan dan Pengagihan Udara
Bekalan udara yang termampat untuk sistem pneumatik harus dikira secukupnya dan
disediakan supaya sesuai dengan penggunaannya. Udara termampat oleh pemampat udara akan
dihantar ke sistem pengagihan udara di kilang. Untuk menjamin kualiti udara yang diterima,
unit khidmat udara perlu disediakan sebelum mengaplikasikan pada sistem kawalan.
2.4
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 31
Rajah 2.6 : Sistem Mampatan udara
Unit Khidmat Udara(Air Service Unit)
Unit khidmat udara adalah gabungan komponen seperti berikut :
Penapis udara (air filter)
Pengawal udara (air regulator)
Pelicin udara (air lubricator)
Bagaimanapun, penggunaan pelicin udara tidak perlu disediakan untuk bahagian kuasa bagi
sistem kawalan dan ia hanya digunakan jika diperlukan untuk beberapa peralatan pneumatik.
Penapis udara Menapis udara termampat dan menghalang segala kotoran dalam udara
masuk ke dalam sistem.
Pengawal udara Melaraskan tekanan ke dalam sistem.
Pelicin udara Melicinkan bahagian-bahagian peralatan pneumatik yang bergerak.
Contohnya silinder dan motor.
2.4.1
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 32
Rajah 2.7 : Unit Khidmat Udara dan simbolnya.
Injap
Fungsi injap adalah untuk mengawal tekanan dan kadar aliran tekanan. Ia bergantung kepada
rekabentuk, injap boleh dibahagikan kepada kategori-kategori berikut:
Injap kawalan berarah (Directional control valves)
o Elemen masukan (Input elements)
o Elemen pemprosesan (Processing elements)
o Elemen kawalan (Control elements)
Injap tak balik (Non-return valves)
Injap kawalan aliran (Flow control valves)
Injap kawalan tekanan (Pressure control valves)
Injap tutup (Shut-off valves)
2.5
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 33
Injap Kawalan Berarah (Directional Control Valves)
Injap kawalan berarah mengawal arah perjalanan udara dengan menghasilkan isyarat,
membatalkan atau mengarahkan isyarat. Injap dikenalpasti dengan :
Bilangan saluran/laluan (ways) : 2 –way, 3-way, 4-way, …
Bilangan kedudukan(positions) : 2 positions, 3 positions, …
Kaedah pengerak injap (actuated): pengerak manual, pengerak mekanikal, pengerak
pneumatik, pengerak elektrik,
Kaedah pengerak balik(return actuated) : spring, angin, …
Contoh injap kawalan berarah berfungsi sebagai elemen isyarat adalah injap tuil beroda (roller
lever valve) dimana ia digunakan untuk mengesan kedudukan batang piston silinder.
Rajah 2.7 : injap tuil beroda (3/2 way roller lever valve)
2.5.1
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 34
Untuk elemen pemprosesan, injap kawalan berarah boleh mengarah dan membatalkan isyarat
bergantung kepada isyarat masukan yang diterima.
Rajah 2.8 : 3/2 way air actuated valve : single pilot valve, with spring return
Untuk elemen kawalan, injap kawalan berarah mestilah memerlukan kuantiti udara yang
diperlukan untuk komponen kuasa (power component).
Rajah 2.9 : 5/2 way valve for cylinder control: double pilot valve
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 35
Injap Tak Balik (Non-Return Valve)
Injap ini hanya membenarkan isyarat melaluinya pada satu arah sahaja. Prinsip injap ini
diaplikasikan pada injap shuttle dan injap quick exhaust. Injap tak balik adalah bentuk eleman
yang ringkas. Contoh lain ditunjukkan dalam rajah dibawah.
Rajah 2.10 : Injap-injap jenis injap tak balik.
Injap Kawalan Aliran
Injap kawalan aliran mengehadkan udara dalam arah tertentu untuk mengurangkan laju aliran
udara dan mengendalikan aliran isyarat. Injap kawalan harus disesuaikan dengan keperluan
aplikasi. Jika injap kawalan aliran dilengkapi dengan injap check maka ia akan berfungsi juga
pada arah berlawanan dengan aliran bebas penuh.
2.5.2
2.5.3
G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 2 :SISTEM PNEUMATIK
GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 36
Rajah 2.11 : Simbol injap kawalan aliran
Injap Kawalan Tekanan(Pressure Control Valve)
Injap kawalan tekanan digunakan dalam sistem pneumatik. Ia mempunyai tiga kumpulan