Aktuatori u sustavima automatizacije ljevaonica

Pokretači u sustavima za automatsko upravljanje procesima dizajnirani su tako da izravno utječu na kontrolirani objekt ili njegove kontrole.

Zahtjevi

Pogoni moraju ispunjavati sljedeće zahtjeve:

• imaju što je moguće linearnije statičke karakteristike;

• imati dovoljnu snagu za pokretanje upravljačkog objekta ili njegovih organa u svim načinima rada;

• imaju potrebne performanse;

• osigurati što jednostavnije i najekonomičnije reguliranje vrijednosti proizvodnje;

• imaju nisku snagu upravljanja.

Značajke pri radu u ljevaonicama

Sustavi automatizacije za ljevaoničke procese karakteriziraju prisutnost dva načina upravljanja: daljinski i automatski.

Za pogone u sustavima daljinskog upravljanja glavni pokazatelji su energija, osim toga potrebne su operativne, strukturne i ekonomske karakteristike.

Za pogone u sustavima automatskog upravljanja najvažnija su njihova statička i dinamička svojstva koja utječu na stabilnost i kvalitetu regulacije. Ove karakteristike izbora aktuatora u sustavima automatizacije procesa lijevanja moraju se uzeti u obzir pri njihovom projektiranju.

Glavni energetski parametri pogona (daljinskog upravljanja) su nazivni moment (sila razvijena pri nazivnom upravljanju) i početni moment (sila razvijena u trenutku uključivanja pod djelovanjem nazivnog upravljačkog signala).

Odnos početnog momenta i reduciranog momenta tromosti pogona određuje njegovu tromost, odnosno vrijeme od početka gibanja do nazivne brzine gibanja izlaznog elementa u ustaljenom stanju. Kako bi se smanjilo vrijeme ubrzanja, početni moment ne bi trebao prelaziti 2 — 2,5 nazivnog momenta.

U sustavima pozicijske regulacije gdje regulacijsko djelovanje ima dvije zadane vrijednosti, aktuatori moraju osigurati mogućnost promjene regulacijskog djelovanja od maksimalne vrijednosti.

U sustavima s regulatorima stalne brzine regulacijsko djelovanje na objekt određeno je vremenom gibanja regulacijskog tijela, čija brzina permutacije ovisi o tehničkim podacima aktuatora.

U proporcionalnim regulacijskim sustavima regulacijsko djelovanje na objekt proporcionalno je odstupanju parametra od zadane vrijednosti, a faktor proporcionalnosti ovisi o izvedbi aktuatora, kočnih uređaja i nakon okidanja za okretanjem.

U brojnim automatskim sustavima upravljanja za ljevaoničke procese, aktuatori su pokriveni povratnom spregom o položaju regulatora. Provodi se napredna procjena statičkih i dinamičkih svojstava pogona s obzirom na njihovu točnost i brzinu.

Pri projektiranju aktuatora potrebno je postaviti brzinu gibanja njegovog izlaznog uređaja pri nazivnom opterećenju i upravljački signal koji odgovara nazivnoj brzini gibanja izlaznog uređaja.

Širok izbor aktuatora koristi se u sustavima automatizacije ljevaonica. Po dizajnu se dijele na elektromehaničke, elektromagnetske, hidrauličke, pneumatske i kombinirane.

Elektromehanički pogoni

Elektromehanički pogoni koriste se za upravljanje raznim zaustavnim i regulacijskim radnim tijelima sustava automatizacije. Kompleti mogu uključivati ​​električni motor, mjenjač, ​​granične prekidače, kvačilo za ograničavanje momenta i senzor povratne veze.

U elektromehaničke pogone ubrajaju se uređaji za okretanje kanti za automatsko pretakanje, otvaranje i zatvaranje lijevka za vaganje dozatora u sustavima za miješanje i miješanje, punjenje talionica i dr.

U ovim procesima lijevanja elektromehanički pogoni osiguravaju:

• daljinsko ili automatsko pokretanje električnog pogona pomoću gumba za pokretanje "Zatvori" i "Otvori";

• zaustavljanje električnog pogona u bilo kojem međupoložaju pomoću gumba ili kontakata krajnjih prekidača;

• hitno isključivanje u slučaju kritičnih preopterećenja;

• daljinska svjetlosna signalizacija krajnjih položaja radnog tijela (elevator, dno lijevka, izlivni lonac i dr.);

• električno blokiranje drugim mehanizmima.

Elektromagnetski pogoni

Elektromagnetski pogoni kombinacija su elektromagneta i mehaničkog uređaja kojeg pokreće. Oni prenose kretanje prema naprijed pogonu kontroliranog organa.

Elektromagnetski aktuatori koriste se za upravljanje ventilima, zasuncima, ventilima i kalemovima u sustavima automatizacije za regulaciju dovoda kupolastih mlaznica, grijanja, dovoda kisika u procesu proizvodnje čelika, u sustavima koji koriste elektrohidraulički ili elektropneumatski uređaji, u kojem solenoid pomiče regulacijski ventil itd.

Nedostatak elektromagnetskih ventila i ventila je da se kod gotovo trenutnog uključivanja može pojaviti vodeni čekić.

Hidraulički pogoni

Hidraulički aktuatori naširoko se koriste u automatskim linijama i sustavima za lijevanje zbog činjenice da omogućuju značajna kratkotrajna djelovanja 5 - 7 puta preopterećenja, imaju velike izlazne momente (sile) pri malim veličinama i mogu dati kutna ubrzanja veća od 20 000 rad / s.

Najviše se koriste hidraulički klipni pogoni, gdje se kao radni fluid koriste naftna ulja, sintetičke tekućine, alkoholno-glicerinske smjese i dr.

U sustavima za lijevanje najčešće se koriste klipni pogoni s jednostrukim i dvostrukim djelovanjem.

Nedostaci hidrauličkih pogona uključuju njihovu veliku masu, značajnu potrošnju energije za upravljanje i poteškoće u otklanjanju nezgoda.

Za ispravljanje nekih od glavnih nedostataka od posebne je važnosti izbor načina i zakona kočenja te proračun konstrukcijskih parametara kočnih uređaja hidrauličkih cilindara koji se koriste u ljevaonici.

Izbor pojedinih hidrauličkih cilindara i kočnih uređaja određen je njihovim načinom rada. Pri malim brzinama dopušteno je koristiti pogonske hidraulične cilindre bez kočnih uređaja s kočenjem pokretnih dijelova konstrukcija ili opreme protiv graničnika. Kada se radna brzina poveća na 80 mm / s, potrebno je koristiti uređaje za kočenje.

Pneumatski pogoni

Pneumatski pogoni konstrukcija na isti način kao i hidraulički. Njihove razlike leže u svojstvima radnog medija (plin i tekućina).Stlačivost plina negativno utječe na rad sustava, posebno pri značajnim opterećenjima i ubrzanjima.

Pneumatski pogoni se dijele na klipne i membranske. Pneumatski klipni pokretači uobičajeni su u ljevaonicama zbog svoje jednostavnosti i niske cijene.

Istodobno, agresivna okolina u procesima lijevanja tjera dizajnere da razviju posebne pneumatske cilindre za automatske strojeve za lijevanje. Takvi pneumatski cilindri se proizvode u zatvorenoj izvedbi gdje njihove šipke ne dolaze u dodir s okolinom.

Oni koriste jednosmjerne cilindre spojene jednim zupčanikom na zupčanik na izlaznom vratilu. Rotacija osovine se pomoću poluge pretvara u linearno gibanje, i iako dvostruka pretvorba rezultira gubitkom snage, ti su mehanizmi izdržljivi.

Kombinirani aktuatori

Novi uređaji tvrtke Festo omogućuju vam rješavanje zadataka jednostavnim motoriziranim pokretima i inteligentnu razmjenu podataka s kontrolera na PLC putem IO-Linka. Ova serija električnih pogona kombinira jednostavnost pneumatike s prednostima električne automatizacije.

Električni pogoni serije Simplified Motion su rješenja pokreta s integriranom motorizacijom i kontrolom za jednostavne zadatke. Omogućuju vam rad i puštanje u rad bez softvera, na principu "plug and play".

Parametri za brzinu napredovanja i povratka, silu pokretanja, postavku krajnjeg položaja, prigušivanje i ručno upravljanje mogu se postaviti izravno na pogonu pomoću fizičkih tipki.

Izbor

Prilikom odabira aktuatora za sustave automatizacije ljevaonica, razmotrite njihovu brzinu, učinkovitost, tihi rad. Svaka od ovih metrika, u jednom ili drugom stupnju, može biti važna za rješavanje određenog problema automatizacije.

Međutim, postoji jedan glavni kriterij koji bi trebao imati prednost pri dizajnu ili odabiru bilo kojeg aktuatora — to je visoka pouzdanost.

U tom smislu, preporuča se šira uporaba, kad god je to moguće, elektromagnetskih i elektromehaničkih pogona s jednostavnim kinematskim shemama.

U slučajevima kada se koriste hidraulički ili pneumatski pogoni, mora se obratiti pozornost na pouzdanost uređaja za brtvljenje i smanjenje mase pokretnih dijelova.

Vidi također: Tehnička sredstva mjerenja i upravljanja u ljevaonicama