Akčné členy v automatizačných systémoch zlievarní

Akčné členy v systémoch automatického riadenia procesov sú navrhnuté tak, aby priamo ovplyvňovali riadený objekt alebo jeho ovládacie prvky.

Požiadavky

Pohony musia spĺňať nasledujúce požiadavky:

• mať čo možno lineárne statické charakteristiky;

• mať dostatočný výkon na uvedenie ovládacieho objektu alebo jeho orgánov do pohybu vo všetkých prevádzkových režimoch;

• mať požadovaný výkon;

• zabezpečiť čo najjednoduchšiu a najhospodárnejšiu reguláciu hodnoty produkcie;

• majú nízky výkon riadenia.

Vlastnosti pri práci v zlievárňach

Automatizačné systémy pre zlievarenské procesy sa vyznačujú prítomnosťou dvoch režimov riadenia: diaľkového a automatického.

Pre pohony v systémoch diaľkového ovládania sú hlavnými ukazovateľmi energia, okrem toho sú potrebné prevádzkové, štrukturálne a ekonomické charakteristiky.

Pre pohony v automatických riadiacich systémoch sú najdôležitejšie ich statické a dynamické vlastnosti, ktoré ovplyvňujú stabilitu a kvalitu regulácie. Tieto charakteristiky výberu ovládačov v automatizačných systémoch pre procesy odlievania musia byť zohľadnené pri ich návrhu.

Hlavnými energetickými parametrami pohonov (diaľkové ovládanie) sú nominálny krútiaci moment (sila vyvinutá pri nominálnom riadení) a rozbehový krútiaci moment (sila vyvinutá v momente zapnutia pri pôsobení nominálneho riadiaceho signálu).

Pomer rozbehového momentu k zmenšenému momentu zotrvačnosti pohonu určuje jeho zotrvačnosť, to znamená čas od začiatku pohybu do menovitej rýchlosti pohybu výstupného prvku v ustálenom stave. Aby sa skrátil čas zrýchlenia, počiatočný krútiaci moment by nemal prekročiť 2 – 2,5 menovitého krútiaceho momentu.

V polohových riadiacich systémoch, kde má činnosť riadenia dve požadované hodnoty, musia pohony poskytovať možnosť zmeniť činnosť riadenia z maximálnej hodnoty.

V systémoch s regulátormi konštantných otáčok je pôsobenie ovládania na objekt určované časom pohybu regulačného orgánu, ktorého rýchlosť permutácie závisí od technických údajov akčných členov.

V proporcionálnych riadiacich systémoch je riadiaci účinok na objekt úmerný odchýlke parametra od nastavenej hodnoty a faktor úmernosti závisí od konštrukcie akčného člena, brzdových zariadení a po vypnutí po vypnutí.

V mnohých automatických riadiacich systémoch pre zlievarenské procesy sú aktuátory pokryté spätnou väzbou o polohe regulátora. Vykonáva sa pokročilé hodnotenie statických a dynamických vlastností pohonov s ohľadom na ich presnosť a rýchlosť.

Pri návrhu akčných členov je potrebné nastaviť rýchlosť pohybu jeho výstupného zariadenia pri menovitom zaťažení a riadiaci signál zodpovedajúci menovitej rýchlosti pohybu výstupného zariadenia.

V automatizačných systémoch zlievarní sa používa široká škála akčných členov. Podľa konštrukcie sa delia na elektromechanické, elektromagnetické, hydraulické, pneumatické a kombinované.

Elektromechanické pohony

Elektromechanické pohony slúžia na ovládanie rôznych zastavovacích a regulačných pracovných orgánov automatizačných systémov. Súpravy môžu obsahovať elektromotor, prevodovku, koncové spínače, spojku obmedzujúcu krútiaci moment a snímač spätnej väzby.

Medzi elektromechanické pohony patria zariadenia na otáčanie vedier pre automatické nalievanie, otváranie a zatváranie násypiek pre váženie dávkovačov v miešacích a miešacích systémoch, vsádzkových hutách a pod.

V týchto procesoch odlievania poskytujú elektromechanické pohony:

• diaľkové alebo automatické spustenie elektrického pohonu pomocou štartovacích tlačidiel "Zatvoriť" a "Otvoriť";

• zastavenie elektrického pohonu v akejkoľvek medzipolohe pomocou tlačidiel alebo kontaktov koncových spínačov;

• núdzové vypnutie v prípade kritického preťaženia;

• diaľková svetelná signalizácia koncových polôh pracovného telesa (výťah, dno násypky, nalievacia naberačka a pod.;

• elektrické blokovanie inými mechanizmami.

Elektromagnetické pohony

Elektromagnetické pohony sú kombináciou elektromagnetu s mechanickým zariadením, ktoré sa ním pohybuje. Dávajú dopredný pohyb pohonu ovládaného orgánu.

Elektromagnetické pohony sa používajú na ovládanie ventilov, brán, ventilov a cievok v automatizačných systémoch na reguláciu prívodu dómových trysiek, vykurovania, prívodu kyslíka v procese výroby ocele, v systémoch využívajúcich elektrohydraulické alebo elektropneumatické zariadenia, v ktorom solenoid posúva regulačný ventil atď.

Nevýhodou solenoidových ventilov a ventilov je, že pri takmer okamžitom spínaní môže dôjsť k vodnému rázu.

Hydraulické pohony

Hydraulické pohony sú široko používané v automatických odlievacích linkách a systémoch vďaka skutočnosti, že umožňujú významné krátkodobé pôsobenie 5- až 7-násobného preťaženia, majú veľké výstupné momenty (sily) pri malých veľkostiach a môžu poskytnúť uhlové zrýchlenie presahujúce 20 000 rad. / s .

Najpoužívanejšie hydraulické piestové pohony, kde sa ako pracovná kvapalina používajú ropné oleje, syntetické kvapaliny, zmes alkohol-glycerín a pod.

V odlievacích systémoch sú najbežnejšie používané piestové pohony jednočinné a dvojčinné.

Nevýhody hydraulických pohonov zahŕňajú ich veľkú hmotnosť, značnú spotrebu energie na ovládanie a ťažkosti pri odstraňovaní nehôd.

Pre nápravu niektorých hlavných nedostatkov má osobitný význam výber spôsobu a zákona brzdenia a výpočet konštrukčných parametrov brzdových zariadení hydraulických valcov používaných v zlievarni.

Výber určitých hydraulických valcov a brzdových zariadení závisí od spôsobu ich fungovania. Pri nízkych rýchlostiach je prípustné použiť hnacie hydraulické valce bez brzdových zariadení s brzdením pohyblivých častí konštrukcií alebo zariadení proti obmedzovaču. Keď sa pracovná rýchlosť zvýši na 80 mm / s, je potrebné použiť brzdové zariadenia.

Pneumatické pohony

Pneumatické pohony konštrukcia rovnakým spôsobom ako hydraulika. Ich rozdiely spočívajú vo vlastnostiach pracovného média (plynu a kvapaliny) Stlačiteľnosť plynu má negatívny vplyv na činnosť systému najmä pri výraznom zaťažení a zrýchleniach.

Pneumatické pohony sa delia na piestové a membránové. Pneumatické piestové pohony sú v zlievárňach bežné kvôli ich jednoduchosti a nízkej cene.

Agresívne prostredie v procesoch odlievania zároveň núti konštruktérov vyvíjať špeciálne pneumatické valce pre automatické odlievacie stroje. Takéto pneumatické valce sa vyrábajú v uzavretom prevedení, kde ich tyče neprichádzajú do kontaktu s okolím.

Používajú jednosmerné valce spojené jedným hrebeňom s ozubeným kolesom na výstupnom hriadeli. Rotácia hriadeľa je kľukou prevedená na lineárny pohyb a hoci dvojitá konverzia má za následok stratu výkonu, tieto mechanizmy sú odolné.

Kombinované pohony

Nové zariadenia od Festo vám umožňujú riešiť úlohy jednoduchými motorizovanými pohybmi a inteligentne si vymieňať dáta z riadiacej jednotky do PLC cez IO-Link. Táto séria elektrických pohonov spája jednoduchosť pneumatiky s výhodami elektrickej automatizácie.

Elektrické pohony radu Simplified Motion sú pohybové riešenia s integrovanou motorizáciou a ovládaním pre jednoduché úlohy. Umožňujú vám prevádzku a uvedenie do prevádzky bez softvéru, na princípe „plug and play“.

Parametre pre rýchlosť posuvu a spätného chodu, silu pohonu, nastavenie koncových polôh, tlmenie a manuálne ovládanie je možné nastaviť priamo na pohone pomocou fyzických tlačidiel.

Voľba

Pri výbere pohonov pre automatizačné systémy zlievarní zvážte ich rýchlosť, efektivitu, tichý chod. Každá z týchto metrík môže byť v tej či onej miere dôležitá pri riešení konkrétneho problému automatizácie.

Existuje však jedno hlavné kritérium, ktoré by sa malo uprednostňovať pri navrhovaní alebo výbere akéhokoľvek ovládača – a to je vysoká spoľahlivosť.

V tomto ohľade sa odporúča, pokiaľ je to možné, širšie využívať elektromagnetické a elektromechanické pohony s jednoduchými kinematickými schémami.

V prípadoch, kde sa používajú hydraulické alebo pneumatické pohony, je potrebné venovať pozornosť spoľahlivosti tesniacich zariadení a zníženiu hmotnosti pohyblivých častí.

Pozri tiež: Technické prostriedky merania a regulácie v zlievarstve