Aktuatorji v sistemih avtomatizacije livarn

Aktuatorji v sistemih za avtomatsko vodenje procesov so zasnovani tako, da neposredno vplivajo na nadzorovani objekt ali njegove krmilnike.

Zahteve

Pogoni morajo izpolnjevati naslednje zahteve:

• imajo čim bolj linearne statične značilnosti;

• imajo zadostno moč za premikanje krmilnega objekta ali njegovih organov v vseh načinih delovanja;

• imeti zahtevano zmogljivost;

• zagotoviti najenostavnejšo in najbolj ekonomično regulacijo proizvodne vrednosti;

• imajo nizko moč krmiljenja.

Značilnosti pri delu v livarnah

Za sisteme avtomatizacije livarskih procesov je značilna prisotnost dveh načinov krmiljenja: daljinskega in avtomatskega.

Za pogone v sistemih daljinskega vodenja so glavni indikatorji energija, poleg tega pa so potrebne operativne, konstrukcijske in ekonomske lastnosti.

Pri pogonih v sistemih avtomatskega vodenja so najpomembnejše njihove statične in dinamične lastnosti, ki vplivajo na stabilnost in kakovost regulacije. Te značilnosti izbire aktuatorjev v sistemih za avtomatizacijo procesov litja je treba upoštevati pri njihovem načrtovanju.

Glavna energetska parametra pogonov (daljinskega upravljanja) sta nazivni navor (sila, ki se razvije pri nazivnem krmiljenju) in začetni navor (sila, ki se razvije v trenutku vklopa pod delovanjem nazivnega krmilnega signala).

Razmerje med začetnim navorom in zmanjšanim vztrajnostnim momentom pogona določa njegovo vztrajnost, to je čas od začetka gibanja do nazivne hitrosti gibanja odgonskega elementa v ustaljenem stanju. Za zmanjšanje časa pospeševanja začetni navor ne sme presegati 2 - 2,5 nazivnega navora.

V sistemih pozicijskega krmiljenja, kjer ima krmilno delovanje dve nastavljeni točki, morajo aktuatorji zagotoviti možnost spreminjanja krmilnega delovanja od največje vrednosti.

V sistemih z regulatorji konstantne hitrosti je regulacijski učinek na objekt določen s časom gibanja regulacijskega telesa, katerega hitrost permutacije je odvisna od tehničnih podatkov aktuatorjev.

Pri proporcionalnih krmilnih sistemih je krmilno delovanje na objekt sorazmerno z odstopanjem parametra od nastavljene vrednosti, faktor sorazmernosti pa je odvisen od zasnove aktuatorja, zavornih naprav in po izklopu po izklopu.

V številnih avtomatskih krmilnih sistemih za livarske procese so aktuatorji zajeti s povratno informacijo o položaju regulatorja. Izvaja se napredna ocena statičnih in dinamičnih lastnosti pogonov glede na njihovo natančnost in hitrost.

Pri projektiranju aktuatorjev je potrebno nastaviti hitrost gibanja njegove izhodne naprave pri nazivni obremenitvi in ​​krmilni signal, ki ustreza nazivni hitrosti gibanja izhodne naprave.

V sistemih za avtomatizacijo livarn se uporablja širok izbor aktuatorjev. Po zasnovi so razdeljeni na elektromehanske, elektromagnetne, hidravlične, pnevmatske in kombinirane.

Elektromehanski pogoni

Elektromehanski pogoni se uporabljajo za krmiljenje različnih zaustavitvenih in regulacijskih delovnih teles sistemov za avtomatizacijo. Kompleti lahko vključujejo električni motor, menjalnik, končna stikala, sklopko za omejevanje navora in senzor povratne informacije.

Elektromehanski pogoni vključujejo naprave za obračanje veder za avtomatsko točenje, odpiranje in zapiranje lijakov za tehtalne dozirnike v mešalnih in mešalnih sistemih, polnilnih talilnicah itd.

Pri teh postopkih litja elektromehanski pogoni zagotavljajo:

• daljinski ali samodejni zagon električnega pogona s pomočjo gumbov za zagon "Zapri" in "Odpri";

• zaustavitev električnega pogona v katerem koli vmesnem položaju s pomočjo gumbov ali kontaktov končnih stikal;

• izklop v sili v primeru kritičnih preobremenitev;

• daljinsko svetlobno signaliziranje končnih položajev delovnega telesa (dvigalo, dno zalogovnika, točilni lonec itd.);

• električna blokada z drugimi mehanizmi.

Elektromagnetni pogoni

Elektromagnetni pogoni so kombinacija elektromagneta in mehanske naprave, ki jo premika. Posredujejo gibanje naprej pogonu nadzorovanega organa.

Elektromagnetni aktuatorji se uporabljajo za krmiljenje ventilov, vrat, ventilov in tuljav v sistemih avtomatizacije za regulacijo dovoda kupolastih curkov, ogrevanja, dovoda kisika v procesu izdelave jekla, v sistemih, ki uporabljajo elektrohidravlične ali elektropnevmatske naprave, v katerem elektromagnet premakne krmilni ventil itd.

Pomanjkljivost elektromagnetnih ventilov in ventilov je, da lahko s skoraj takojšnjim preklopom pride do vodnega udara.

Hidravlični pogoni

Hidravlični aktuatorji se pogosto uporabljajo v avtomatskih livarskih linijah in sistemih zaradi dejstva, da omogočajo pomembne kratkotrajne učinke 5-7-kratnih preobremenitev, imajo velike izhodne momente (sile) pri majhnih velikostih in lahko zagotovijo kotne pospeške nad 20.000 rad / s.

Najbolj razširjeni hidravlični batni pogoni, kjer se kot delovna tekočina uporabljajo naftna olja, sintetične tekočine, mešanica alkohola in glicerina itd.

V sistemih za ulivanje se najpogosteje uporabljajo batni pogoni z enojnim in dvosmernim delovanjem.

Slabosti hidravličnih pogonov vključujejo njihovo veliko maso, veliko porabo energije za krmiljenje in težave pri odpravljanju nesreč.

Za odpravo nekaterih glavnih pomanjkljivosti je še posebej pomembna izbira načina in zakona zaviranja ter izračun konstrukcijskih parametrov zavornih naprav hidravličnih cilindrov, ki se uporabljajo v livarni.

Izbira določenih hidravličnih cilindrov in zavornih naprav je odvisna od načina njihovega delovanja. Pri nizkih hitrostih je dovoljeno uporabljati pogonske hidravlične cilindre brez zavornih naprav z zaviranjem gibljivih delov konstrukcij ali opreme proti omejevalniku. Ko se delovna hitrost poveča na 80 mm / s, je treba uporabiti zavorne naprave.

Pnevmatski pogoni

Pnevmatski pogoni konstrukcija na enak način kot hidravlična. Njihove razlike so v lastnostih delovnega medija (plin in tekočina).Stisljivost plina negativno vpliva na delovanje sistema, zlasti pri znatnih obremenitvah in pospeških.

Pnevmatske pogone delimo na batne in membranske. Pnevmatski batni aktuatorji so pogosti v livarstvu zaradi svoje preprostosti in nizkih stroškov.

Hkrati pa agresivno okolje v procesih litja sili oblikovalce v razvoj posebnih pnevmatskih cilindrov za avtomatske livarske stroje. Takšni pnevmatski cilindri so izdelani v zaprti izvedbi, kjer njihove palice ne pridejo v stik z okoljem.

Uporabljajo enosmerne cilindre, ki so z eno samo letvijo povezani z zobnikom na izhodni gredi. Vrtenje gredi se z ročico pretvori v linearno gibanje, in čeprav dvojna pretvorba povzroči izgubo moči, so ti mehanizmi vzdržljivi.

Kombinirani aktuatorji

Nove naprave podjetja Festo vam omogočajo reševanje nalog s preprostimi motoriziranimi gibi in inteligentno izmenjavo podatkov iz krmilnika v PLC preko IO-Link. Ta serija električnih pogonov združuje preprostost pnevmatike s prednostmi električne avtomatizacije.

Električni pogoni serije Simplified Motion so gibalne rešitve z integrirano motorizacijo in krmiljenjem za preprosta opravila. Omogočajo delovanje in zagon brez programske opreme, po principu "plug and play".

Parametre za hitrost podajanja in povratka, silo aktiviranja, nastavitev končnega položaja, blaženje in ročno krmiljenje je mogoče nastaviti neposredno na pogonu s fizičnimi gumbi.

Izbira

Pri izbiri aktuatorjev za sisteme avtomatizacije livarn upoštevajte njihovo hitrost, učinkovitost, tiho delovanje. Vsaka od teh metrik je v eni ali drugi meri lahko pomembna za reševanje določenega problema avtomatizacije.

Vendar pa obstaja eno glavno merilo, ki mu je treba dati prednost pri oblikovanju ali izbiri katerega koli aktuatorja - to je visoka zanesljivost.

V zvezi s tem je priporočljivo, da se, kadar koli je to mogoče, širše uporabljajo elektromagnetni in elektromehanski pogoni s preprostimi kinematičnimi shemami.

Pri uporabi hidravličnih ali pnevmatskih pogonov je treba paziti na zanesljivost tesnilnih naprav in na zmanjšanje mase gibljivih delov.

Poglej tudi: Tehnična merilna in krmilna sredstva v livarstvu