Ενεργοποιητές σε συστήματα αυτοματισμού χυτηρίων

Οι ενεργοποιητές στα αυτόματα συστήματα ελέγχου διεργασιών έχουν σχεδιαστεί για να επηρεάζουν άμεσα το ελεγχόμενο αντικείμενο ή τα χειριστήρια του.

Απαιτήσεις

Οι μονάδες δίσκου πρέπει να πληρούν τις ακόλουθες απαιτήσεις:

• έχουν όσο το δυνατόν γραμμικά στατικά χαρακτηριστικά.

• έχουν επαρκή ισχύ για να θέσουν σε κίνηση το αντικείμενο ελέγχου ή τα όργανά του σε όλους τους τρόπους λειτουργίας·

• έχουν την απαιτούμενη απόδοση·

• να εξασφαλίσει την απλούστερη και πιο οικονομική ρύθμιση της αξίας παραγωγής·

• έχουν χαμηλή ισχύ διεύθυνσης.

Χαρακτηριστικά κατά την εργασία σε χυτήρια

Τα συστήματα αυτοματισμού για τις διαδικασίες χυτηρίου χαρακτηρίζονται από την παρουσία δύο τρόπων ελέγχου: απομακρυσμένου και αυτόματου.

Για μονάδες σε συστήματα τηλεχειρισμού, οι κύριοι δείκτες είναι η ενέργεια, επιπλέον απαιτούνται λειτουργικά, δομικά και οικονομικά χαρακτηριστικά.

Για κινητήρες σε συστήματα αυτόματου ελέγχου, οι πιο σημαντικές είναι οι στατικές και δυναμικές τους ιδιότητες, οι οποίες επηρεάζουν τη σταθερότητα και την ποιότητα της ρύθμισης. Αυτά τα χαρακτηριστικά της επιλογής ενεργοποιητών σε συστήματα αυτοματισμού για διαδικασίες χύτευσης πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό τους.

Οι κύριες ενεργειακές παράμετροι των ηλεκτροκινητήρων (τηλεχειριστήριο) είναι η ονομαστική ροπή (η δύναμη που αναπτύσσεται στον ονομαστικό έλεγχο) και η ροπή εκκίνησης (η δύναμη που αναπτύσσεται τη στιγμή της ενεργοποίησης υπό τη δράση του ονομαστικού σήματος ελέγχου).

Ο λόγος της ροπής εκκίνησης προς τη μειωμένη ροπή αδράνειας του κινητήρα καθορίζει την αδράνειά του, δηλαδή το χρόνο από την έναρξη της κίνησης έως την ονομαστική ταχύτητα κίνησης του στοιχείου εξόδου σε σταθερή κατάσταση. Για να μειωθεί ο χρόνος επιτάχυνσης, η ροπή εκκίνησης δεν πρέπει να υπερβαίνει τις 2 — 2,5 ονομαστική ροπή.

Σε συστήματα ελέγχου θέσης όπου η ενέργεια ελέγχου έχει δύο σημεία ρύθμισης, οι ενεργοποιητές πρέπει να παρέχουν τη δυνατότητα αλλαγής της ενέργειας ελέγχου από τη μέγιστη τιμή.

Σε συστήματα με ρυθμιστές σταθερής ταχύτητας, η δράση ελέγχου στο αντικείμενο καθορίζεται από το χρόνο κίνησης του ρυθμιστικού σώματος, η ταχύτητα μετάθεσης του οποίου εξαρτάται από τα τεχνικά δεδομένα των ενεργοποιητών.

Στα συστήματα αναλογικού ελέγχου, η δράση ελέγχου στο αντικείμενο είναι ανάλογη με την απόκλιση της παραμέτρου από την καθορισμένη τιμή και ο παράγοντας αναλογικότητας εξαρτάται από τη σχεδίαση του ενεργοποιητή, των συσκευών πέδησης και μετά τη διαδρομή μετά τη διαδρομή.

Σε ορισμένα συστήματα αυτόματου ελέγχου για διαδικασίες χυτηρίου, οι ενεργοποιητές καλύπτονται από ανατροφοδότηση σχετικά με τη θέση του ρυθμιστή. Πραγματοποιείται μια προηγμένη αξιολόγηση των στατικών και δυναμικών ιδιοτήτων των ηλεκτροκινητήρων λαμβάνοντας υπόψη την ακρίβεια και την ταχύτητά τους.

Κατά το σχεδιασμό ενεργοποιητών, είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε την ταχύτητα κίνησης της συσκευής εξόδου της στο ονομαστικό φορτίο και ένα σήμα ελέγχου που αντιστοιχεί στην ονομαστική ταχύτητα κίνησης της συσκευής εξόδου.

Μια μεγάλη ποικιλία ενεργοποιητών χρησιμοποιείται σε συστήματα αυτοματισμού χυτηρίων. Σχεδιαστικά χωρίζονται σε ηλεκτρομηχανικά, ηλεκτρομαγνητικά, υδραυλικά, πνευματικά και συνδυασμένα.

Ηλεκτρομηχανικοί κινητήρες

Οι ηλεκτρομηχανικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο διαφόρων σωμάτων ακινητοποίησης και ρύθμισης των συστημάτων αυτοματισμού. Τα κιτ μπορεί να περιλαμβάνουν ηλεκτροκινητήρα, κιβώτιο ταχυτήτων, διακόπτες ορίου, συμπλέκτη περιορισμού ροπής και αισθητήρα ανάδρασης.

Οι ηλεκτρομηχανικοί κινητήρες περιλαμβάνουν συσκευές περιστροφής κάδων για αυτόματη έκχυση, άνοιγμα και κλείσιμο χοανών για ζύγιση διανομέων σε συστήματα ανάμειξης και ανάμειξης, φόρτιση χυτηρίων κ.λπ.

Σε αυτές τις διαδικασίες χύτευσης, οι ηλεκτρομηχανικοί κινητήρες παρέχουν:

• απομακρυσμένη ή αυτόματη εκκίνηση της ηλεκτρικής κίνησης χρησιμοποιώντας τα κουμπιά εκκίνησης "Κλείσιμο" και "Άνοιγμα".

• σταμάτημα της ηλεκτρικής κίνησης σε οποιαδήποτε ενδιάμεση θέση μέσω κουμπιών ή επαφών οριακών διακοπτών.

• διακοπή λειτουργίας έκτακτης ανάγκης σε περίπτωση κρίσιμων υπερφορτώσεων.

• απομακρυσμένη φωτεινή σηματοδότηση των τελικών θέσεων του σώματος εργασίας (ανελκυστήρας, κάτω μέρος της χοάνης, κουτάλα έκχυσης κ.λπ.

• ηλεκτρικό μπλοκάρισμα από άλλους μηχανισμούς.

Ηλεκτρομαγνητικές μηχανές κίνησης

Οι ηλεκτρομαγνητικές μηχανές κίνησης είναι ένας συνδυασμός ενός ηλεκτρομαγνήτη με μια μηχανική συσκευή που κινείται από αυτόν. Προσδίδουν κίνηση προς τα εμπρός στην κίνηση του ελεγχόμενου οργάνου.

Οι ηλεκτρομαγνητικοί ενεργοποιητές χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο βαλβίδων, πυλών, βαλβίδων και καρουλιών σε συστήματα αυτοματισμού για τη ρύθμιση της παροχής πίδακες θόλου, θέρμανσης, παροχής οξυγόνου στη διαδικασία χαλυβουργίας, σε συστήματα που χρησιμοποιούν ηλεκτροϋδραυλικές ή ηλεκτροπνευματικές συσκευές, στο οποίο η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα κινεί τη βαλβίδα ελέγχου κ.λπ.

Το μειονέκτημα των ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων και των βαλβίδων είναι ότι με σχεδόν στιγμιαία εναλλαγή, μπορεί να εμφανιστεί σφυρί νερού.

Υδραυλικοί κινητήρες

Οι υδραυλικοί ενεργοποιητές χρησιμοποιούνται ευρέως σε γραμμές και συστήματα αυτόματης χύτευσης λόγω του γεγονότος ότι επιτρέπουν σημαντικές βραχυπρόθεσμες ενέργειες 5-7 φορές υπερφορτώσεις, έχουν μεγάλες ροπές εξόδου (δυνάμεις) σε μικρά μεγέθη και μπορούν να παρέχουν γωνιακές επιταχύνσεις άνω των 20.000 rad / s .

Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα υδραυλικά έμβολα, όπου ως ρευστό εργασίας χρησιμοποιούνται λάδια πετρελαίου, συνθετικά υγρά, μείγμα αλκοόλης-γλυκερίνης κ.λπ.

Στα συστήματα χύτευσης, οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι μηχανισμοί κίνησης εμβόλου είναι μονής και διπλής ενέργειας.

Τα μειονεκτήματα των υδραυλικών ηλεκτροκινητήρων περιλαμβάνουν τη μεγάλη τους μάζα, τη σημαντική κατανάλωση ενέργειας για έλεγχο και τις δυσκολίες στην εξάλειψη ατυχημάτων.

Προκειμένου να διορθωθούν ορισμένες από τις κύριες ελλείψεις, η επιλογή της μεθόδου και του νόμου πέδησης και ο υπολογισμός των παραμέτρων σχεδιασμού των διατάξεων πέδησης των υδραυλικών κυλίνδρων που χρησιμοποιούνται στο χυτήριο έχουν ιδιαίτερη σημασία.

Η επιλογή ορισμένων υδραυλικών κυλίνδρων και συσκευών πέδησης καθορίζεται από τον τρόπο λειτουργίας τους. Σε χαμηλές ταχύτητες, επιτρέπεται η χρήση κινητήριων υδραυλικών κυλίνδρων χωρίς διατάξεις πέδησης με πέδηση των κινητών μερών των κατασκευών ή του εξοπλισμού έναντι του περιοριστή. Όταν η ταχύτητα εργασίας αυξάνεται στα 80 mm / s, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε συσκευές πέδησης.

Πνευματικοί δίσκοι

Πνευματικοί δίσκοι κατασκευή με τον ίδιο τρόπο όπως η υδραυλική. Οι διαφορές τους έγκεινται στις ιδιότητες του μέσου εργασίας (αερίου και υγρού) Η συμπιεστότητα του αερίου έχει αρνητική επίδραση στη λειτουργία του συστήματος, ιδιαίτερα κάτω από σημαντικά φορτία και επιταχύνσεις.

Οι πνευματικοί κινητήρες χωρίζονται σε έμβολο και διάφραγμα. Οι ενεργοποιητές πνευματικών εμβόλων είναι συνηθισμένοι στο χυτήριο λόγω της απλότητας και του χαμηλού κόστους τους.

Ταυτόχρονα, το επιθετικό περιβάλλον στις διαδικασίες χύτευσης αναγκάζει τους σχεδιαστές να αναπτύξουν ειδικούς πνευματικούς κυλίνδρους για αυτόματες μηχανές χύτευσης. Τέτοιοι πνευματικοί κύλινδροι κατασκευάζονται σε κλειστό σχεδιασμό όπου οι ράβδοι τους δεν έρχονται σε επαφή με το περιβάλλον.

Χρησιμοποιούν μονόδρομους κυλίνδρους που συνδέονται με ένα μόνο ράφι σε ένα γρανάζι στον άξονα εξόδου. Η περιστροφή του άξονα μετατρέπεται από τον στρόφαλο σε γραμμική κίνηση, και παρόλο που η διπλή μετατροπή οδηγεί σε απώλεια ισχύος, αυτοί οι μηχανισμοί είναι ανθεκτικοί.

Συνδυασμένοι ενεργοποιητές

Οι νέες συσκευές της Festo σάς επιτρέπουν να επιλύετε εργασίες με απλές μηχανοκίνητες κινήσεις και να ανταλλάσσετε έξυπνα δεδομένα από έναν ελεγκτή σε ένα PLC μέσω του IO-Link. Αυτή η σειρά ηλεκτροκινητήρων συνδυάζει την απλότητα των πνευματικών συστημάτων με τα πλεονεκτήματα του ηλεκτρικού αυτοματισμού.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες της σειράς Simplified Motion είναι λύσεις κίνησης με ενσωματωμένο μηχανισμό και έλεγχο για απλές εργασίες. Σας επιτρέπουν να λειτουργείτε και να θέσετε σε λειτουργία χωρίς λογισμικό, σύμφωνα με την αρχή "plug and play".

Οι παράμετροι για την ταχύτητα τροφοδοσίας και επιστροφής, τη δύναμη ενεργοποίησης, τη ρύθμιση τελικής θέσης, την απόσβεση και τον χειροκίνητο έλεγχο μπορούν να ρυθμιστούν απευθείας στον ηλεκτροκινητήρα χρησιμοποιώντας φυσικά κουμπιά.

Επιλογή

Όταν επιλέγετε ενεργοποιητές για συστήματα αυτοματισμού χυτηρίου, λάβετε υπόψη την ταχύτητα, την αποτελεσματικότητα, την αθόρυβη λειτουργία τους. Κάθε μία από αυτές τις μετρήσεις, στον ένα ή τον άλλο βαθμό, μπορεί να είναι σημαντική για την επίλυση ενός συγκεκριμένου προβλήματος αυτοματισμού.

Ωστόσο, υπάρχει ένα βασικό κριτήριο που θα πρέπει να προτιμάται στο σχεδιασμό ή την επιλογή οποιουδήποτε ενεργοποιητή — αυτό είναι η υψηλή αξιοπιστία.

Από αυτή την άποψη, συνιστάται η ευρύτερη χρήση, όποτε είναι δυνατόν, ηλεκτρομαγνητικών και ηλεκτρομηχανικών ηλεκτροκινητήρων με απλά κινηματικά σχήματα.

Σε περιπτώσεις που χρησιμοποιούνται υδραυλικοί ή πνευματικοί κινητήρες, πρέπει να δίνεται προσοχή στην αξιοπιστία των συσκευών στεγανοποίησης και στη μείωση της μάζας των κινούμενων μερών.

Δείτε επίσης: Τεχνικά μέσα μέτρησης και ελέγχου σε χυτήρια