Aktuální vydání

celé číslo

07

2021

Automatizace řízení dopravy a infrastruktury, nabíjecí stanice, autonomní vozidla

celé číslo

Druhý ročník středoškolské soutěže Dovednosti v pneumatice a elektropneumatice

Studenti odborných středních škol se utkali na kolbišti zřízeném firmou Festo s. r. o., kte­rá jim dala k dispozici své výukové laboratoře – v jedné z nich studenti řešili úlohy za po­moci pneumatického signálu (kategorie pneumatika) a ve druhé za pomoci elektrického signálu (kategorie elektropneumatika). Společnost Festo se podílela na organizaci spolu se Střední průmyslovou školou strojní a elektro Ústí nad Labem a Střední odbornou ško­lou a středním odborným učilištěm v Lanškrouně.
 

Dvě kola soutěže

 
Letos byla soutěž dvoukolová. Nejprve proběhla regionální kola ve školicích stře­discích Festo na středních školách v Ústí nad Labem, v Lanškrouně, v Plzni a v Kut­né Hoře. V regionálních kolech soutěžilo cel­kem 29 družstev ze sedmnácti středních škol (dvanáct družstev v kategorii elektropneuma­tika a sedmnáct družstev v kategorii pneuma­tika). Do republikového kola postoupilo cel­kem čtrnáct dvoučlenných družstev (po sedmi v každé kategorii). A tak se na finále do hlavního střediska Festo v Praze-Modřanech sje­lo 31. března 2011 celkem 28 studentů s je­denácti středoškolskými učiteli.
 
Po úvodním slově a seznámení s organi­zátory a s komisaři soutěže se studenti roz­dělili na dvě skupiny a odešli do technických učeben pneumatiky a elektropneumatiky řešit úlohy, na které měli vymezený čas 135 mi­nut. Pro doprovázející učitele byl v průběhu soutěže zorganizován přednáškový program. Ing. Zdeněk Haumer jim předvedl praktické ukázky novinek z výrobního programu pneu­matiky, elektropneumatiky a elektrotechniky firmy Festo. Učitelé tak měli šanci se blíže se­známit s hi-tech novinkami na trhu v oboru.
 

Úloha s pneumatickým řídicím signálem

 
Soutěžící měli nejprve možnost prohléd­nout si a vyzkoušet prvky ze stavebnice Festo Didactic, ze kterých měli sestavovat řídicí systém. V kategorii pneumatika mohli po­užít dvoučinné a jednočinné válce (kterými měli nahradit ejektor). Aktivními prvky pro realizaci řízení byly výkonové ventily řízené tlakem jak 5/2 bistabilní, tak ventily 3/2 NC i NO monostabilní, sekvenční časové venti­ly NO i NC, koncové snímače, ventily 3/2 NC/NO s pákou a s lomenou pákou, potřeb­nou k realizaci řízení s překryvnými signály, a ventily s logickou funkcí AND a OR. Stu­dentům bylo sděleno, že logické ventily se vyrábějí jak samostatně, tak v trojblocích. Po seznámení s technikou bylo ze tří možnos­tí vylosováno jedno společné zadání. Každá skupina měla k dispozici drážkovaný hliní­kový panel a potřebné množství pneumatic­kých prvků, které si mohla ještě před vlastní realizací zkontrolovat podle svých nakresle­ných schémat (obr. 1, obr. 2).
 
V kategorii pneumatika bylo úkolem na­vrhnout řízení dvouosého manipulátoru s pře­depsaným sledem pohybů. Start manipuláto­ru měl být podmíněn stisknutím startovacího tlačítka S1 a současně detekcí krajních poloh válců 1A1 a 2A1 se zasunutou pístnicí. Stu­denti měli nejprve 45 minut na nakreslení rea­lizačního schématu a posléze 90 minut na za­pojení řídicích prvků na panelu. První druž­stvo stihlo zapojování za 23 minut. Správně a včas vyřešila úlohu z pneumatiky jen dvě družstva ze sedmi.
 

Úloha s elektrickým řídicím signálem

 
V kategorii elektropneumatika byla vylo­sována úloha Frézka s manipulačním příprav­kem (obr. 3). Start poloautomatu měl být podmíněn stisknutím startovacího tlačítka S1 a současně detekcí krajní polohy válce 1A1 s vysunutou pístnicí.
 
Podobně jako v pneumatice, i zde měli žáci k dispozici pro realizaci výkonové části dvoučinné válce a bistabilní rozváděče 5/2, ale ovládané elektrickým signálem. Pro řízení měli použít dotykové nebo bezdotykové kon­cové snímače a reléové moduly. Studenti nej­dříve navrhli a nakreslili řešení úlohy a poté byli rozděleni na jednotlivá pracoviště, kde zkontrolovali úplnost počtu prvků potřebných pro řešení podle svého návrhu. Následovalo 90 minut na zapojení prvků na panelech. Úlo­hu se podařilo správně a včas vyřešit čtyřem družstvům ze sedmi. Jen pro zajímavost, čas realizace úlohy prvního družstva byl naprosto stejný jako v pneumatice, také 23 minut. Jako absolutní vítěz bylo vybráno družstvo reali­zující zadání z elektropneumatiky.
Ing. Pavel Votrubec,Střední průmyslová škola strojní
a elektrotechnická Ústí nad Labem
 
 
Obr. 1. Studenti sestavují řídicí systém z prvků stavebnice Festo Didactic
Obr. 2. Řízení dvouosého manipulátoru: a) schéma úlohy: prvky pro řešení úlohy: dvojčinný válec (1A1) – pomalý pohyb pro oba směry, dvojčinný válec (2A1) – pomalý pohyb pro oba směry, jednočinný válec (3A1) jako náhrada za ejektor a přísavku, b) typové řešení
Obr. 3. Schéma úlohy řízení pohybů frézky
Obr. 4. Vítězné družstvo z průmyslovky v Ústí nad Labem se svým učitelem Ing. Pavlem Votrubcem
 
Tab. 1. Pořadí družstev ve finále soutěže Dovednosti v pneumatice a elektropneumatice
 
 

 

Jaká překvapení přinesla letošní soutěž spoluorganizátorům?

Pavel Votrubec (SPŠ SaE Ústí n. L.):
Protože letos se soutěž konala ve dvou kolech, zážitků je mnohem více než v loňském, prvním ročníku. Použili jsme náročnější zadání a výsledky v regionálních soutěžích i ve fi­nálovém kole tomu odpovídaly. Při skutečné realizaci odpadlo mnohem více družstev než loni. Nemůžeme posoudit proč, rozbor nerealizovaných schémat jsme neprovedli, to jsme nechali na samotných soutěžících se svým kantorem v klidu domova. Avšak co můžeme ob­jektivně hodnotit, je už opakovaná slabina soutěžících v ručním kreslení schémat. Myslí­me si, že studenti se příliš spoléhají na softwarové kreslicí prostředky CAD/CAE a sami to nakreslit neumějí. Naopak pozitivní je, že schematickým značkám studenti do značné míry rozumějí a dokážou reálná schémata logického pneumatického řízení rychle a efektivně na­vrhnout a skutečně zrealizovat. Letos se vlastní schémata nehodnotila.
 
Jindřich Král (SOŠ a SOU Lanškroun):
Vzhledem k tomu, že se jednalo o relativně složité zadání, které vyžadovalo použití a zapojení jistého množství paměťových prvků, museli žáci propojit vysoký počet kontak­tů a elektromagnetů. Z toho jsem měl velké obavy, protože, stejně jako můj kolega, jsem byl svědkem toho, že žáci pomocí simulačního programu dokážou schéma nakreslit a od­ladit, ale mají-li fyzicky zapojit úlohu, tak jako by najednou schématu nerozuměli, a do­pouštějí se neuvěřitelných chyb. O to více nás překvapilo, s jakou rychlostí dokázala prv­ní dvě družstva v elektropneumatice úlohu zapojit a předvést funkci. Byl mezi nimi časo­vý rozdíl pouhé čtyři minuty.