아낌없이 주는 나무

1. 요구사항

  ▣ 지급된 재료 및 시설을 사용하여 아래 작업을 완성하시오.

  ▣ 작품을 제출한 후에는 재작업을 할 수 없음을 유의하여 작업하시오.

​

가. 유압 기기 배치

  ① 유압 회로도와 같이 유압 기기를 선정하여 고정판에 배치하시오. (단, 유압 기기는 수평 또는 수직 방향으로 수험자가

       임의로 배치하고, 리밋 스위치는 방향성을 고려하여 설치하시오.)

  ② 유압 호스를 적절한 길이로 절단 및 사용하여 기기를 연결하시오. (단, 유압 호스가 시스템 동작에 영향을 주지 않도록

       정리하시오.)

  ③ 유압 공급 압력은 4 ± 0.2 MPa로 설정하시오.

  ④ 작업이 완료된 상태에서 유압을 유압유의 누설이 발생화지 않도록 하시오.

​

나. 유압 회로 설계 및 구성

  ① 전기 회로도 중 오류 부분은 수험자가 정정하여 기본 제어 동작을 만족하도록 시스템을 구성하시오. (단, 릴레이의

       개수가 증가되거나 감소되지 않도록 작업하시오.)

  ② 응용 제어 동작을 만족하도록 시스템을 변경하시오.

  ③ 전기 배선은 전원의 극성에 따라 +24V는 적색, -0V는 청색 (또는 흑색)의 리드선을 구별하여 사용하시오.

  ④ 작업이 완료된 상태에서 전원을 투입했을 때 쇼트가 발생하지 않도록 하시오.

  ⑤ 지정되지 않은 누름 버튼 스위치는 자동 복귀형 스위치를 사용하시오. (단, 비상정지 스위치 등 해제 동작이 필요한

       스위치는 유지형 스위치를 사용할 수 있습니다.)

  ⑥ 모든 동작은 전원을 유지한 상태에서 재동작이 가능하도록 회로를 구성화시오.

​

2. 수험자 유의사항

 ※ 다음의 유의사항을 고려하여 요구사항을 완성하시오.

  ① 시험 시작 전 장비 이상 유무를 확입합니다.

  ② 시험 중 반드시 시험 감독 위원의 지시에 따라야 하며 시험 시간 동안 시험 감독위원의 지시가 없는 한 시험장을 임의

       로 이탈할 수 없습니다.

  ③ 시험에 필요한 기기 이외의 부품이나 장비에 임의로 접촉하지 않도록 주의하시기 바랍니다.

  ④ 유압 호스의 제거는 공급 압력을 차단한 후 실시하시기 바랍니다.

  ⑤ 전기 연결의 합선시 즉시 전원 공급 장치의 전원을 차단하시기 바랍니다.

  ⑥ 액추에이터의 작동 부분에는 전선 및 호스가 접촉되지 않도록 주의하여야 합니다.

  ⑦ 수험자는 작업이 완료되면 시험 감독위원의 확인을 받아야 하고, 시험 감독위원의 지시에 따라 동작시킬 수 있어야

       합니다. (단, 평가 시 전원이 유지된 상태에서 2회 동작 시도하여 동일하게 정상 동작이 되어야 하며, 1회만 동작하고

        2회째 시도 시 정상적으로 동작하지 않으면 인정하지 않습니다.)

  ⑧ 기본 제어 동작을 완성하고 반드시 시험감독위원의 평가를 받은 후 응용제어 동작을 수행하여야 합니다.

  ⑨ 평가 종료 후 작업한 자리의 부품을 정리하여 모든 상태를 초기 상태로 정리하시기 바랍니다.

  ⑩ 다음 사항은 실격에 해당하여 채점 대상에서 제외합니다.

    ㉠ 수험자 본인이 수험 도중 시험에 대한 기권 의사를 표현하는 경우

    ㉡ 실기시험 과정 중 1개 과정이라도 불참한 경우

    ㉢ 시설 · 장비의 조작 또는 재료의 취급이 미숙하여 위해를 일으킬 것으로 시험감독위원 전원이 합의하여 판단한 경우

    ㉣ 시험감독위원의 지시에 불응한 경우

    ㉤ 기본 제어 동작을 시험 감독위원에게 확인 받지 않고 다음 작업을 진행한 경우

    ㉥ 설비보전기사 실기 과제 중 한 과제라도 응시하지 않은 경우

    ㉦ 설비보전기사 실기 과제 "전기 공기압 회로 설계 및 구성 작업, 전기 유압회로 설계 및 구성 작업" 중 하나라도 0점인

         과제가 있는 경우

    ㉧ 작업을 수험자가 직접 하지 않고 다른 사람으로 부터 도움을 받아 작업을 할 경우

    ㉨ 시험 중 타인과 대화를 하거나 다른 수험자의 작품을 고의적으로 모방하는 경우

    ㉩ 시험 중 휴대폰을 사용하거나 인터넷 및 네트워크 환경을 이용할 경우

    ㉪ 시험 중 시험감독위원의 지시 없이 시험장을 이탈한 경우

    ㉫ 시험장 물품을 시험감독위원의 허락없이 반출한 경우

    ㉬ 본인의 지참공구 외에 타인의 공구를 빌려서 사용한 경우

    ㉭ 지급된 재료 이외의 재료를 사용한 경우

    ㉮ 시험시간 내에 작품을 제출하지 못한 경우

    ㉯ 기본 제어 동작을 공기압 회로도와 기능이 상이한 기기로 구성하거나 기기를 누락하여 구성한 경우

    ㉰ 기본 제어 동작이 문제와 일치하지 않는 작품

​

3. 도면

다. 기본 제어 동작

  ① 초기상태에서 PB2 스위치를 ON-OFF 한 후 시작스위치(PB1)를 ON-OFF 하면 다음 변위단계선도와 같이 동작합니다.

  ② 변위-단계선도

라. 응용 제어 동작

 ※ 기본제어동작을 다음 조건과 같이 변경하시오.

  ① 타이머 및 압력스위치를 추가하여 다음과 같이 동작합니다.

    ㉠ 기존 회로에 타이머를 사용하여 다음 변위단계선도와 같이 동작되도록 합니다.

    ㉡ 실린더 A가 전진 완료 후 전진 측 공급압력이 3 MPa(30 kgf/cm2)이상 되어야 실린더 A가 후진되도록 압력스위치를

         사용하여 회로를 구성합니다.

  ② 실린더 A, B의 전진속도를 meter-out 방법에 의해 조정할 수 있게 유압 회로도를 구성합니다.

​

【 문제 풀이 】

​

1. 기본 제어 동작

기본 제어 동작의 회로 오류를 확인하기에 앞서 변위 단계 선도에 단계별 동작 상황과 시작신호를 표기하고 제어 회로에는 알기 쉬운 부분인 솔레노이드에 동작 상황을 표기한다.

또한 릴리프 밸브의 압력 조절장치를 조정하여 압력을 4 MPa로 설정한다.

이제 단계별 동작 상황을 파악하기에 앞서 초기 상황을 확인해 보자.

초기 상황은 리밋 스위치 LS1↑과 LS3↑이 눌려져 있고 릴레이 코일 K1 ~K3가 전원선과 a접점으로 연결되어 소자된 상태이며 솔레노이드 밸브 Y1 ~ Y4는 모두 전원선과 a접점으로 연결되어 있어 OFF 상태에 있다.

​

이제 단계별로 제어 동작을 확인하면서 회로상 오류를 찾아 보도록 하자.

​

첫번째 시작 준비 단계, 시작 준비 신호 버튼 PB2을 누르면 K3 b접점은 붙어 있으므로 릴레이 코일 K3이 전원선과 연결되어 여자되고 릴레이 코일 K3 이 여자되면 릴레이 K3 a접점에 의해 자기 유지되어야 하는데 바로 K3 b접점에 의해 전원선과 차단해 버린다. 무엇인가 문제가 있다. K3 b접점이 이전 단계 자기 유지 해제 기능을 한다면 두번째 제어열로 가야 하고 K3 b접점은 K1 b접점으로 바꾸어야 한다. 이렇게 하면 릴레이 코일 K3가 자기 유지 되고 첫번째 제어열 K3 a접점에 의하여 시작 준비가 된다.

​

두번째 단계, 시작 신호 버튼 PB1을 누르면 LS3 ↑ a접점과 릴레이 K3 a접점은 붙어 있고 K1 b접점도 붙어 있으므로 릴레이 코일 K1이 전원선에 연결되어 여자되고 K1 a접점에 의해 자기 유지되어야 하는데 K1 b접점이 전원선과 직렬로 연결되어 바로 전원이 차단된다. 문제가 있다. K1 b접점이 이전단계 자기 유지 해제 기능이라면 K2 b접점으로 바꾸어야 한다. 이렇게 되면 릴레이 코일 K1이 자기 유지되고 K1 a접점으로 다음 단계 시작준비를 하고 솔레노이드 밸브 Y1 를 전원선과 연결하여 ON시켜 실린더 A를 전진시킨다. 이 때 양솔레노이드 밸브 Y2는 OFF 상태이므로 작동에 문제가 없다.

​

세번째 단계, 실린더 A가 전진을 하여 리밋 스위치 LS2를 누르게 되면 K1 a접점은 붙어 있고 K2 b접점도 붙어 있는 상태이므로 릴레이 코일 K2가 여자되고 K2 a접점으로 자기유지되어야 하는데 K2 b접점으로 바로 전원을 차단한다. 문제가 있다. K2 b접점이 이전 단계 자기 유지 해제 기능을 하는 것이라면 K3 b접점으로 바꾸어야 한다. 이렇게 되면 K2 a접점으로 다음 단계 시작준비를 하고 K2 a접점으로 솔레노이드 밸브 Y2를 전원선에 연결하여 ON시켜 실린더 A를 후진시킨다. 이때 K2 b접점으로 이전 단계 릴레이 코일 K1의 자기유지를 해제하여 솔레노이드 밸브 Y1를 OFF시켰으므로 작동에 문제가 없다.

​

네번째 단계, 실린더 A가 후진을 하여 리밋 스위치 LS1↑을 누르게 되면 솔레노이드 밸브 Y3를 전원선에 연결하여 ON시켜 실린더 B를 전진시키게 된다. 이 때 양 솔레노이드 밸브 Y4는 OFF 상태에 있으므로 작동에 문제가 없다.

​

다섯번째 단계, 실린더 B가 전진을 하여 리밋 스위치 LS4를 누르게 되면 릴레이 K2 a접점과 K1 b접점은 붙어 있으므로 릴레이 코일 K3가 여자되고 K3 a접점에 의해 자기 유지되고 K3 b접점으로 전단계 코일 K2의 자기유지를 해제하고 K3 a접점에 의해 솔레노이드 밸브 Y4를 전원선과 연결하여 실린더 B를 후진시키게 된다. 이때, 양동 솔레노이드 밸브인 Y3은 K2 자기 유지해제(리밋 스위치 LS1 a접점 해제)에 의해 OFF 상태에 있으므로 작동에 문제가 없다.

​

이상의 사항을 제어회로도에 표기하면 다음과 같다.

2. 응용 제어 동작

​

 ※ 기본제어동작을 다음 조건과 같이 변경하시오.

  ① 타이머 및 압력스위치를 추가하여 다음과 같이 동작합니다.

    ㉠ 기존 회로에 타이머를 사용하여 다음 변위단계선도와 같이 동작되도록 합니다.

    ㉡ 실린더 A가 전진 완료 후 전진 측 공급압력이 3 MPa(30 kgf/cm2)이상 되어야 실린더 A가 후진되도록 압력스위치를

         사용하여 회로를 구성합니다.

  ② 실린더 A, B의 전진속도를 meter-out 방법에 의해 조정할 수 있게 유압 회로도를 구성합니다.

​

[풀이]

​

응용 제어 동작은 유압 회로도의 기계적인 동작을 먼저 구성하도록 한다.

  ② 실린더 A, B의 전진속도를 meter-out 방법에 의해 조정할 수 있게 유압 회로도를 구성합니다.

를 먼저 구성하도록 한다.

다음으로

  ① 타이머 및 압력스위치를 추가하여 다음과 같이 동작합니다.

    ㉠ 기존 회로에 타이머를 사용하여 다음 변위단계선도와 같이 동작되도록 합니다.

    ㉡ 실린더 A가 전진 완료 후 전진 측 공급압력이 3 MPa(30 kgf/cm2)이상 되어야 실린더 A가 후진되도록 압력스위치를

         사용하여 회로를 구성합니다.

를 구성하여 보자.

이번 응용 제어 동작은 2가지 내용이다. 첫번째는 타이머를 사용하여 실린더 B가 전진하여 리밋 스위치 LS4를 누르게 되어 릴레이 코일 K3가 여자되면 타이머가 작동하여 3초 후에 솔레노이드 밸브 Y4가 작동하도록 한다. 즉, 릴레이 코일 K3와 병렬로 타이머를 설치하고 3초 후에 솔레노이드 밸브 Y4가 ON되게 하기 위해서는 솔레노이드 밸브 Y4에 릴레이 K3 a접점과 타이머 릴레이 a접점을 전원선에 직렬로 연결하면 된다.

두번째 실린더 A가 전진한 후 전진측 공급 압력이 3 MPa(30 ㎏f/㎠) 이상이 되었을 때 실린더 A가 후진하도록 하는 회로 구성은 실린더 A의 후진을 하게 하는 릴레이 코일 K2의 전원선에 압력 스위치 a접점을 직렬로 연결하고 압력을 3 MPa(30 ㎏f/㎠)로 설정한다.

이상의 내용을 회로도 반영하면 다음과 같다.

[작업시 유의 사항]

  ① 리밋 스위치 LS1, LS3은 a접점이다.

  ② 릴리프 밸브를 3MPa로 압력을 조정한 후 압력 스위치 세팅을 완료하고, 세팅이 끝나면 압력스위치와 배선을 해체하여

       테이블에 놓고 릴리프밸브의 압력 4MPa를 재설정한다.

  ③ 응용회로에서 한방향 유량 제어밸브의 위치와 방향에 유의한다.

  ④ T 커넥터는 A실린더 피스톤 헤드측 포트에 삽입하는 것이 편리하다.

  ⑤ 타이머는 여자 지연 타이머이다.

​

#타이머 #피스톤 #압력스위치 #릴리프밸브 #솔레노이드 #실린더 #유압기기 #유압회로

#제어회로 #릴레이 #코일 #설비보전기사 #포트 #스위치 #변위단계선도

다. 기본제어동작

  ① 초기상태에서 PB1 스위치를 ON-OFF 하면 다음 변위단계선도와 같이 동작합니다.

  ② 변위-단계선도

라. 응용 제어 동작

 ※ 기본제어동작을 다음 조건과 같이 변경하시오.

  ① 시작스위치(PB1) 외에 스위치(PB2) 및 비상정지 스위치(PB3)(유지형 스위치 가능) 기타 부품을 추가하여 다음과 같이

        제어합니다.

    ㉠ 후입력 우선회로를 구성하고 실린더 A가 전진 중에 스위치(PB2)를 1회 ON-OFF하면 실린더 A는 즉시 후진하고 실린

         더 B는 정지하여야 합니다.

    ㉡ 기본제어동작 상태에서 비상정지 스위치(PB3)를 한번 누르면 동작이 즉시 정지되어야 합니다. (단, 실린더 A는 즉시

         후진합니다.)

    ㉢ 비상정지 스위치(PB3)를 해제하면 기본제어동작이 되어야 합니다.

  ② 실린더 A의 Rod측에 Pilot조작 Check Valve를 이용 Locking회로를 구성하고, 실린더 B의 전진속도를 meter-out 방법

       에 의해 조정할 수 있게 유압회로를 변경하고 전진 속도는 5초가 되도록 조정합니다.

​

【 문제 풀이 】

​

1. 기본 제어 동작

​

기본 제어 동작의 회로 오류를 확인하기에 앞서 변위 단계 선도에 단계별 동작 상황과 시작신호를 표기하고 제어 회로에는 알기 쉬운 부분인 솔레노이드에 동작 상황을 표기한다.

또한 릴리프 밸브의 압력 조절장치를 조정하여 압력을 4 MPa로 설정한다.

이제 단계별 동작 상황을 파악하기에 앞서 초기 상황을 확인해 보자.

초기 상황은 리밋 스위치 LS1↑과 LS3↑이 눌려져 있고 릴레이 코일 K1 ~K5가 전원선과 a접점으로 연결되어 소자된 상태이며 솔레노이드 밸브 Y1 ~ Y3는 모두 전원선과 a접점으로 연결되어 있어 OFF 상태에 있다.

​

첫번째 단계, 시작 신호 버튼 PB1을 누르면 K5 b접점은 붙어 있으므로 릴레이 코일 K1이 전원선과 연결되어 여자되고 릴레이 코일 K1이 여자되면 릴레이 K1 a접점에 의해 자기 유지되고 다음 단계 시작준비를 하며 K1 a접점은 솔레노이드 밸브 Y1과 직렬로 연결되어 있는데 K4 b접점은 붙어 있으므로 Y1이 전원선에 연결하여 ON 되며 실린더 A를 전진시키게 된다. 이상이 없다.

​

두번째 단계, 실린더 A가 전진을 하여 리밋 스위치 LS2를 누르게 되면 전단계에서 시작 준비된 K1 a접점은 붙어 있으므로 릴레이 코일 K2가 여자되며 릴레이 코일 K2가 여자되면 K2 a접점으로 자기 유지되고 다음 단계 시작 준비를 하며 릴레이 K2 a접점으로 솔레노이드 밸브 Y2를 전원선과 연결하여 ON시켜 실린더 B를 전진시킨다. 이상이 없다.

​

세번째 단계, 실린더 B가 전진을 하여 리밋 스위치 LS4를 누르게 되면 전단계에서 시작 준비된 K2 a접점은 붙어 있으므로 릴레이 코일 K3가 여자되며 릴레이 코일 K3가 여자되면 K3 a접점으로 자기 유지되고 다음 단계 시작 준비를 하며 릴레이 K3 a접점으로 솔레노이드 밸브 Y3를 전원선과 연결하여 ON시켜 실린더 B를 후진시켜야 하는데 이 때 양동 솔레노이드 밸브인 Y2가 ON되어 있다. 따라서 Y2를 OFF시켜야 한다. 솔레노이드 밸브 Y2의 전원선에 릴레이 K3 b접점을 설치해야 한다.

​

네번째 단계, 실린더 B가 후진을 하여 리밋 스위치 LS3를 누르게 되면 전단계에서 시작 준비된 K3 a접점은 붙어 있으므로 릴레이 코일 K4가 여자되며 릴레이 코일 K4가 여자되면 K4 a접점으로 자기 유지되고 다음 단계 시작 준비를 하며 릴레이 K4 b접점으로 솔레노이드 밸브 Y1를 전원선과 차단하여 OFF시켜 실린더 A를 후진시킨다. 이상이 없다.

​

마지막 단계, 실린더 A가 후진을 하여 리밋 스위치 LS1를 누르게 되면 전단계에서 시작 준비된 K4 a접점은 붙어 있으므로 릴레이 코일 K5가 여자되며 릴레이 코일 K5가 여자되면 K5 b접점으로 첫번째 단계 릴레이 코일 K1을 소자시키며 릴레이 코일 K1이 소자되면 순차적으로 릴레이 코일 K2 ~ K5가 소자되어 제어회로가 초기화된다. 이상이 없다.

​

위 내용을 제어회로도에 나타내면 다음과 같다.

다음 으로

  ① 시작스위치(PB1) 외에 스위치(PB2) 및 비상정지 스위치(PB3)(유지형 스위치 가능) 기타 부품을 추가하여 다음과 같이

        제어합니다.

    ㉠ 후입력 우선회로를 구성하고 실린더 A가 전진 중에 스위치(PB2)를 1회 ON-OFF하면 실린더 A는 즉시 후진하고 실린

         더 B는 정지하여야 합니다.

    ㉡ 기본제어동작 상태에서 비상정지 스위치(PB3)를 한번 누르면 동작이 즉시 정지되어야 합니다. (단, 실린더 A는 즉시

         후진합니다.)

    ㉢ 비상정지 스위치(PB3)를 해제하면 기본제어동작이 되어야 합니다.

에 대한 제어회로를 구성하여 보자.

실린더 A는 편솔레노이드 밸브에 의해 작동되므로 전원이 차단되면 곧바로 후진을 하게 된다. 또한 솔레노이드 밸브 Y2, Y3는 3위치 양솔레노이드 밸브이므로 전원이 차단되면 실린더는 즉시 정지하고 밸브는 중립의 위치에 있게 된다.

또한 후입력 우선회로는 b접점 릴레이 2개를 직렬로 연결하면 된다.

이상의 내용을 바탕으로 제어회로에 나타내 보자.

[작업시 유의 사항]

  ① 리밋 스위치 LS1, LS3은 a접점이다.

  ② 한방향 유량 제어 밸브의 위치와 방향에 유의한다.

  ③ T 커넥터는 Y1 솔레노이드 밸브 A 포트에 삽입하는 것이 편리하다.

  ④ PB3 스위치는 자기 유지형, 즉 디텐트 스위치를 사용한다.

​

#자기유지 #디텐트 #체크밸브 #로킹 #locking #미터아웃 #유압회로 #제어회로 #솔레노이드 #로드 #rod #설비보전기사 #실기 #작업형 #스위치 #실린더

다. 기본 제어 동작

  ① 초기상태에서 시작 스위치(PB1)를 ON-OFF하면 아래 변위단계선도와 같이 동작합니다. (단, 모터 A는 축방향에서

       볼 때 시계방향은 정회전, 반시계방향은 역회전이며, 유압 회로도와 관계없이 정회전이 되도록 작업하시오.)

  ② 변위단계선도

라. 응용 제어 동작

 ※ 기본제어동작을 다음 조건과 같이 변경하시오.

  ① 누름버튼 스위치를 추가하여 다음과 같이 동작합니다.

    ㉠ 누름버튼 스위치(PB2)를 1회 ON-OFF하면 기본제어동작이 연속동작 하여야 합니다.

    ㉡ 누름버튼 스위치(PB3)를 1회 ON-OFF하면 행정이 완료된 후 정지하여야 합니다.

  ② 유압모터의 출구측에 릴리프밸브를 설치하여 출구측 압력이 2 MPa(20 kgf/cm2)이 되도록 유압 회로도를

       변경·조정합니다.

​

【 문제 풀이 】

​

1. 기본 제어 동작

​

기본 제어 동작의 회로 오류를 확인하기에 앞서 변위 단계 선도에 단계별 동작 상황과 시작신호를 표기하고

제어 회로에는 알기 쉬운 부분인 솔레노이드에 동작 상황을 표기한다.

또한 릴리프 밸브의 압력 조절장치를 조정하여 압력을 4 MPa로 설정한다.

이제 단계별 동작 상황을 파악하기에 앞서 초기 상황을 확인해 보자. 초기 상황은 릴레이 코일 K1~K2과 솔레노이드 밸브 Y1 ~ Y3 이 전원선과 직렬로 릴레이 a접점 또는 누름 버튼 스위치 a접점으로 연결되어 있어 릴레이 코일과 솔레노이드 밸브가 모두 소자되었거나 OFF 상태에 있다. 그런데 초기 상태의 리밋 스위치를 보면 유압회로도에서는 LS1은 떨어져 있고 LS2는 눌려져 있다. 이들 리밋 스위치를 바꾸어야 한다.

​

첫번째 동작, 시작 신호 버튼인 PB1를 누르면 릴레이 K3 b접점은 붙어 있으므로 릴레이 코일 K1이 전원선과 연결되어 여자되고 K1 a접점으로 자기유지하고 첫번째 동작인 모터 A의 정회전과 실린더 B의 전진을 위해서는 솔레노이드 Y1과 Y2를 ON시켜야 하는데 리밋스위치 LS1↑은 유압회로에서는 접점이 떨어져 있는데 전기 회로도에서는 눌려져 있는 것으로 되어 있는데 이를 a접점 즉, LS a접점으로 바꾸어야 한다. 이렇게 되면 솔레노이드 밸브 Y1과 Y2는 K1 a접점에 의해 전원선과 연결되고 모터 A는 정회전을 하고 실린더 B는 후진을 하게 된다.

​

두번째 동작, 실린더 B가 후진을 하여 리밋 스위치 LS1을 누르면 릴레이 코일 K2가 여자되어 K2 a접점으로 자기유지하고 솔레노이드 밸브 Y3를 ON시킴과 동시에 K2 b접점에 의해 양솔레노이드 Y2를 OFF시켜 실린더 B를 전진시킨다. 이상이 없다.

​

마지막 동작, 실린더 B가 전진을 하여 리밋 스위치 LS2를 누르면 릴레이 코일 K3가 여자되어 릴레이 코일 K1 ~ K3가 순차적으로 소자되어 초기화 된다.

​

이를 도면에 표기하면 다음과 같다.

2. 응용 제어 동작

 ※ 기본제어동작을 다음 조건과 같이 변경하시오.

  ① 누름버튼 스위치를 추가하여 다음과 같이 동작합니다.

    ㉠ 누름버튼 스위치(PB2)를 1회 ON-OFF하면 기본제어동작이 연속동작 하여야 합니다.

    ㉡ 누름버튼 스위치(PB3)를 1회 ON-OFF하면 행정이 완료된 후 정지하여야 합니다.

  ② 유압모터의 출구측에 릴리프밸브를 설치하여 출구측 압력이 2 MPa(20 kgf/㎠)이 되도록 유압 회로도를

       변경·조정합니다.

​

[풀이]

​

응용 제어 동작은 유압 회로도의 기계적인 동작을 먼저 구성하라고 하였다.

  ② 유압모터의 출구측에 릴리프밸브를 설치하여 출구측 압력이 2 MPa(20 kgf/㎠)이 되도록 유압 회로도를

       변경·조정합니다.

유압 모터의 출구측에 릴리프 밸브를 설치하고 압력계를 설치하며 압력을 2 MPa(20 kgf/㎠)로 조정을 한다.

다음 응용 제어 동작을 구성하여 보자.

  ① 누름버튼 스위치를 추가하여 다음과 같이 동작합니다.

    ㉠ 누름버튼 스위치(PB2)를 1회 ON-OFF하면 기본제어동작이 연속동작 하여야 합니다.

    ㉡ 누름버튼 스위치(PB3)를 1회 ON-OFF하면 행정이 완료된 후 정지하여야 합니다.

이번 응용 제어 동작은 연속 동작을 구현하는 것으로 별도의 릴레이 코일을 설치하여 이 릴레이 코일을 PB2와 PB3로

구동을 하며 릴레이 코일 a접점으로 PB1을 계속 누르는 것과 같은 효과를 내도록 자기 유지하기 위해 병렬회로를

구성하는 작업이다.

[작업 시 유의 사항]

  ① 회로도의 4/2 Way 솔레노이드 밸브는 초기 상태가 열려 있는 것이므로 준비된 밸브의 초기 상태가 닫혀 있는 경우에는

       밸브의 A포트와 B포트의 연결을 반대로 한다. 즉, 실린더 피스톤 헤드 측 포트와 밸브 B포트를, 실린더 로드측 포트와

       밸브 A포트를 유압 호스로 연결한다.

  ② 리밋 스위치 LS2는 a접점이다.

  ③ 응용회로에서 2 MPa용 릴리프 밸브를 먼저 설정 후 분리하여 테이블에 놓고, 기본 회로와 같이 4MPa용 릴리프 밸브

       를 설치, 조정하는 것이 편리하다.

  ④ 체크 밸브의 방향에 유의한다.

​

#릴리프밸브 #체크밸브 #피스톤 #실린더 #유압회로 #유압기기 #실린더 #포트 #테이블

#설비보전기사 #제어회로 #압력계 #압력게이지

다. 기본제어동작

① 초기상태에서 PB1 스위치를 ON-OFF 하면 다음 변위단계선도와 같이 동작합니다.

② 변위-단계선도다. 기본제어동작

라. 응용제어동작

  ※ 기본제어동작을 다음 조건과 같이 변경하시오.

  ① 기존 회로에 타이머를 사용하여 다음 변위단계선도와 같이 동작되도록 합니다.

첫번째 릴레이 코일은 다음 단계 릴레이 코일 b접점과 직렬로 연결되어야 하는데 K4와 연결되었으므로

K2로 수정 되어야 한다.

​

3. 이제 본격적으로 회로 하나 하나를 점검해 보자.

먼저 시작버튼 PB1을 누르면 접촉 스위치 S1이 붙어 있으므로 릴레이 코일 K1이 여자되고

자기 유지된다. 솔레노이드 Y1에 직렬로 연결된 K1 a접점이 붙어 솔레노이드 Y1이 작동을 하여 실린더 A를 전진시킨다. 첫번째 동작의 제어회로는 정상이다.

두번째 동작, A실린더가 전진하여 S2 스위치가 접촉되면 릴레이 코일 K2가 여자되고 자기유지된다.

K1 a접점은 전단계에서 접점이 붙어 K2의 시작준비가 완료된 상태이다.

K2가 작동하면 전단계에 K2 b접점이 떨어져 릴레이 코일 K1은 자기유지가 해제되고 솔레노이드 Y3와 직렬로 연결된

K2 a 접점이 붙어 Y3가 작동되고 실린더 B가 전진을 한다.

두번째 동작의 제어회로도 정상이다.

세번째 동작, B실린더가 진전을 하여 리밋 스위치 LS2를 치면 릴레이 코일 K3가 여자되고

두번째 동작 코일 K2는 K3 b접점에 의하여 자기유지가 해제되고 자기 유지가 해제되면서

솔레노이드 Y3에 직렬로 연결된 K2 a접점도 떨어져서 솔레노이드 Y3가 꺼지고 실린더 B는 후진을 하게 된다.

세번째 동작도 정상이다.

네번째 동작, 실린더 B가 후진을 하여 리밋 스위치 LS1을 치면 릴레이 코일 K4가 동작하게 되고 자기유지 하며

세번째 동작 코일 K3를 K4 b 접점으로 자기유지를 소자시키며 솔레노이드 Y2와 직렬로 연결된 K4에 의하여

Y2를 작동시키고 실린더 A를 후진시킨다. 네번째 동작도 정상이다.

이 때 한 사이클이 작동하면 릴레이 코일 K4는 K1 b접점과 직렬로 연결되어 있으므로

첫번째 동작이 시작되기 전까지는 자기유지가 되어 있는 상태가 된다.

이 회로는 K4 b 접점을 K2 b 접점으로 바꾸는 수정 사항 하나 밖에 없다.

​

【 응용 동작 】

※ 기본제어동작을 다음 조건과 같이 변경하시오.

  ① 기존 회로에 타이머를 사용하여 다음 변위단계선도와 같이 동작되도록 합니다.

① 기존 회로에 타이머를 사용하여 B+ 후에 3초 후에 B를 후진을 시킨다.

타이머를 하나 더 설치를 하고 이를 리밋 스위치 LS2와 직렬로 연결하여 전원선에 연결하고

기존의 LS2 스위치는 T1 a접점으로 바꾼다.

​

③ 초기상태에서 PB1 스위치를 ON-OFF하면 기본제어동작의 사이클을 연속으로 반복하여 작업할 수 있어야 하며,

      사이클의 정지는 사이클을 3회 반복한 후 정지하여야 합니다. 시작스위치(PB1)를 다시 ON-OFF하면 스위치를 누르는

       것만으로 같은 작업이 반복되어야 합니다. (단, 작업 중에는 이를 표시하는 램프가 점등될 수 있어야 합니다.)

※ 카운터가 나오면 2가지를 나누어 생각한다.

    먼저 카운터가 나오면 연속동작 제어회로를 구성하라는 말이다. 다음으로 연속동작을 하되 정지하는 제어회로를 구성해

     야 한다. 즉, 카운터는 연속동작을 하고 카운터에서 제시한 횟수 만큼 사이클을 반복한 후 정지하라는 의미이다.

PB1을 누르고 손을 떼도 연속적인 동작을 반복하게 하려면 기존의 PB1을 새로운 릴레이 코일 K5 a접점으로 바꾸고

새로운 릴레이 코일을 PB1과 직렬로 연결하고 자기 유지를 시킨 다음 카운터 C12 b접점과 직렬로 연결하여

릴레이 코일 K5에 붙인다. PB1을 누르면 연속 동작이 반복되게 된다.

다음으로 카운터 회로 구성한다. 카운터 회로는 2단자로 구성되어 있다. 하나는 set 회로이고 다른 하나는 Reset 회로이다. 카운터 회로 C1은 한번 카운트 하면 바로 OFF가 되므로 Reset을 해 주어야 한다. 그런데 문제에서 PB1을 누르는 것 만으로 3회 반복하는 회로를 구성하라고 하였으므로 Reset 신호 접점을 별도의 스위치로 하지 않고 PB1으로 하라는 말이므로 Reset 신호 접점을 시작 버튼 PB1과 연동하도록 한다. 따라서 PB1으로 Reset도 할 수 있도록 카운터 Reset과 PB1을 직렬로 연결한다.

​

#카운터 #릴레이 #코일 #제어회로 #공기압회로 #설비보전기사 #사이클 #행정 #피스톤 #연속동작 #전기회로 #설계

이 회로는 실린더 A는 편솔레노이드로 제어를 하고, 실린더 B는 양솔레노이드로 제어를 하고 있다.

또한 실린더 A은 근접 Switch로 작동을 하고 실린더 B는 리밋 스위치로 제어를 하고 있다.

문제를 풀기 위해서 우선 변위 단계 선도를 분석해 보자.

변위단계선도 아래와 같이 실린더의 동작 상황을 보면 A+, B+, A-, B- 순으로 실린더가 동작한다.

변위 단계 선도 위 쪽의 동작신호를 보면 시작신호는 PB1이라고 하였고

PB1을 누르면 A실린더가 전진하여 S2를 터치하여 S2가 B실린더 S2가 동작 신호가 되고 B실린더가 전진하여

LS2를 치면 LS2가 A실린더의 후진신호가 되고

A실린더가 후진하여 S1을 터치하면 S1이 B실린더의 동작신호가 되어 B실린더가 후진하여 LS1를 치면

LS1은 A실린더의 동작신호가 되어 실린더 행정의 사이클이 반복된다.

​

이제 제어회로를 보아야 하는데 릴레이 코일의 경우는 작동을 직접 알기는 어려우므로

우선 뒤로 밀어 놓고 솔레노이드 동작을 보게 되면 솔레노이도 동작은 쉽게 할 수 있다.

솔레노이드는 Y1는 A+ & A-, Y2는 B+, Y3는 B- 의 동작을 만든다.

​

이제 릴레이 코일을 통한 동작을 하나씩 추적해 보자.

우선 시작신호 PB1을 눌러 K1을 작동시켜야 하는데 K5가 a접점으로 Normal Open 상태이다.

릴레이 코일 K5로 가보니 LS1↑이 눌러져 있으므로 K5가 작동하고 있으므로 K5 a접점은 Cross 상태가 된다.

따라서 K1은 터지게 되고 자기유지가 되며 솔레노이드와 K1을 찾아가 보면 Y1에 K1이 a접점으로 연결되어

실린더 A은 전진하게 된다. 따라서 이상없다.

다음 릴레이 코일 K2를 보면 실린더 A가 전진하여 S2를 터치하면 K1 a접점은 붙어 있으므로

K2는 여자되고 자기유지 된다. 솔레노이드 쪽으로 가보면 솔레노이드 Y2에 K2 a접점이 직렬로 연결되어

Y2가 동작을 하게 되어 B실린더가 전진한다. 이것도 이상없다.

다음 릴레이 코일 K3를 보자. 실린더 B가 전진을 하여 LS2를 치면 K2 a 접점과 직렬로 연결되어 있으므로

K3가 작동을 하고 자기유지된다. 솔레노이드 쪽으로 가보면 실린더 A를 후진을 시킬려면

솔레노이드 Y1을 소자를 시켜야 하는데 회로가 이상하다. K5 b접점이 있다. 이상하다.

K3 릴레이 코일이 작동을 하여 A실린더를 후진을 할려면 Y1이 꺼져야 하므로 K5 b접점이 K3 b접점으로 바뀌어야 한다.

이렇게 하여 A실린더가 후진을 하여 S1을 터치하면 K4가 작동을 하여 B실린더를 후진을 시켜야 하는데

솔레노이드 쪽으로 가보면 Y3와 K4 a접점과 직렬로 연결되어 전기회로에는 문제가 없다.

그런데 솔레노이드 Y3로 실린더 B를 후진시키기 위해서는 전기신호로 기계동작을 해야 하므로

K4가 자기유지 되어 있어야 한다. 그런데 릴레이 코일 쪽으로 와 보면 K4가 동작하게 되면

K1 ~ K4까지 연쇄적으로 OFF 되도록 되어 있어 자기유지 되지 못하고 모두 소자되어 버려

실린더 B가 기계적인 동작을 할 수 없게 된다.

이를 해결하기 위해서는 K4 시작 준비인 K3 a접점 아래로 자기유지 전선을 접속시켜야 한다.

이 때 Y2, Y3는 양솔레노이드 이므로 Y2에 K4 b접점을 직렬로 연결시켜 주어야 하나

K4가 작동하는 순간 K1 ~ K3가 연쇄적으로 OFF 되므로 K4 b접점을 설치할 필요가 없다.

이렇게 위 회로에서는 오류가 2가지가 있었다.

​

이제 응용 회로 문제를 풀어 보자.

  ※ 기본 제어 동작을 다음 조건과 같이 변경하시오.

  ① 기존 회로에 타이머를 사용하여 다음 변위단계 선도와 같이 동작되도록 합니다.

  ② 현재의 PB1 스위치 외에 연속시작 스위치와 정지 스위치 그리고 기타 부품을 사용하여 연속 사이클(반복 자동행정)

        회로를 구성하여 다음과 같이 동작되도록 합니다.

   가. 연속 시작 스위치를 누르면 연속 사이클 (반복 자동행정)로 계속 동작합니다.

   나. 정지 스위치를 누르면 연속 사이클 (반복 자동행정)의 어떤 위치에서도 그 사이클이 완료된 후 정지하여야 합니다.

        (단, 연속 정지 스위치는 주어진 어떤 형식의 스위치를 사용하여도 가능합니다.)

  ③ 실린더 A의 전진 속도는 5초가 되도록 배기 교축(meter-out)회로를 구성하여 조정하고 실린더 B의 전진 속도를 가능한

       빠르게 하기 위하여 급속배기 밸브를 사용합니다.

​

[문제 풀이]

  ① 기존 회로에 타이머를 사용하여 다음 변위단계 선도와 같이 동작되도록 합니다.

    ▣ B실린더 전진 후 3초 후에 A실린더가 전진하도록 타이머를 사용하여 Delay회로를  구성한다.

B실린더가 전진한 후에 3초 지연(On - Delay) 되어 A실린더를 후진하게 하려면 타이머를 하나 설치하면 된다.

타이머 T1을 설치하고 A실린더 후진 시작 신호인 LS2의 a 접점을 타이머 T1과 직렬로 연결한 다음

기존의 릴레이 코일 K3의 작동 신호는 타이머 T1의 a접점과 직렬로 연결하면 3초 지연 후 작동할 수 있도록 할 수 있다.

​

다음은 문제 ②번을 풀어 보도록 하자.

② 현재의 PB1 스위치 외에 연속시작 스위치와 정지 스위치 그리고 기타 부품을 사용하여 연속 사이클(반복 자동행정)

      회로를 구성하여 다음과 같이 동작되도록 합니다.

  가. 연속 시작 스위치를 누르면 연속 사이클 (반복 자동행정)로 계속 동작합니다.

  나. 정지 스위치를 누르면 연속 사이클 (반복 자동행정)의 어떤 위치에서도 그 사이클이 완료된 후 정지하여야 합니다.

        (단, 연속 정지 스위치는 주어진 어떤 형식의 스위치를 사용하여도 가능합니다.)

기존의 제어회로는 시작 신호 PB1을 누르면 한 사이클만 진행되도록 설계되었다.

이것을 사이클이 반복되도록 하려면 릴레이 코일을 하나더 설치하고 이 릴레이 코일 a접점을 PB1과 병렬로 접속을 한다. 따라서 릴레이 코일 K6를 설치하고 이를 PB2 버튼으로 작동하게 하며 자기 유지를 시킨 후

PB1과 병렬로 접속을 하며 언제 한 사이클이 끝나고 정지하도록 하기 위해서

릴레이 코일 K6와 직렬로 PB3 버튼을 연결하면 요구하는 회로가 완성된다.

​

문제 ③ 을 먼저 풀어 보도록 하자.

​

  ③ 실린더 A의 전진 속도는 5초가 되도록 배기 교축(meter-out)회로를 구성하여 조정하고 실린더 B의 전진 속도를

       가능한 빠르게 하기 위하여 급속배기 밸브를 사용합니다.

​

배기 교축 (meter-out) 밸브는 일방향 유량 조절 밸브라고도 하며 체크밸브와 교축밸브의 조합으로 체크밸브가

방향성을 갖기 때문에 체크밸브의 방향을 잘 생각해서 회로를 구성해야 한다. meter-in, meter-out 밸브 예는 아래와 같다.

이를 이용하여 실린더 A의 후진시 배기 교축 밸브의 설치는 다음과 같이 할 수 있다.

A 실린더 후진 배기측에 meter - out 밸브를 설치하면 된다.

다음 B 실린더 후진시 급속 배기밸브를 설치해 보자.

급속 배기밸브에서 점선 부분은 내부에 있는 배관을 의미한다. 급속배기밸브의 배관을 보면 기존과 같이 연결 배관을

통하여 배기도 하고 점선 부분 내부 배관을 통해 곧바로 외부로 배기를 하므로 신속히 배기를 할 수 있다.

그런데 실린더를 보면 편실린더의 경우에는 후진쪽은 피스톤 로드가 있어 전진 쪽 보다 공기의 양이 적기 때문에

후진이 전진 보다 배출되는 공기의 양이 적다. 따라서 조금만 배기를 하여도 되므로 쉽게 후진을 할 수 있다.

반면 후진의 경우에는 적은 공기의 압력으로 전진쪽의 많은 공기를 배출하여야 하므로 속도가 느리게 된다.

이런 이유로 일반적으로 편실린더의 경우 급속배기 밸브는 후진시에 속도를 빠르게 하기 위해 설치한다.

이번 문제에서는 전진시에 설치하라고 하였으므로 문제의 요구에 맞게 급속 배기 밸브를 설치한다.