Dispozitive de acționare în sistemele de automatizare de turnătorie

Actuatoarele din sistemele automate de control al procesului sunt proiectate pentru a afecta direct obiectul controlat sau comenzile acestuia.

Cerințe

Unitățile trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

• au caracteristici statice cât mai liniare posibil;

• să aibă suficientă putere pentru a pune în mișcare obiectul de control sau organele acestuia în toate modurile de funcționare;

• să aibă performanța cerută;

• să asigure cea mai simplă și mai economică reglare a valorii producției;

• au putere redusă de direcție.

Caracteristici atunci când se lucrează în turnătorii

Sistemele de automatizare pentru procesele de turnătorie se caracterizează prin prezența a două moduri de control: la distanță și automat.

Pentru acționările în sistemele de control de la distanță, principalii indicatori sunt energia, în plus, sunt necesare caracteristici operaționale, structurale și economice.

Pentru acționările din sistemele de control automat, cele mai importante sunt proprietățile lor statice și dinamice, care afectează stabilitatea și calitatea reglajului. Aceste caracteristici ale alegerii actuatoarelor în sistemele de automatizare pentru procesele de turnare trebuie luate în considerare în proiectarea acestora.

Principalii parametri energetici ai acționărilor (comandă de la distanță) sunt cuplul nominal (forța dezvoltată la comanda nominală) și cuplul de pornire (forța dezvoltată în momentul pornirii sub acțiunea semnalului de control nominal).

Raportul dintre cuplul de pornire și momentul redus de inerție al unității determină inerția acestuia, adică timpul de la începutul mișcării până la viteza nominală de mișcare a elementului de ieșire în stare staționară. Pentru a reduce timpul de accelerare, cuplul de pornire nu trebuie să depășească 2 - 2,5 cuplul nominal.

În sistemele de control pozițional în care acțiunea de control are două puncte de referință, actuatoarele trebuie să ofere capacitatea de a modifica acțiunea de control de la valoarea maximă.

În sistemele cu regulatoare de viteză constantă, acțiunea de control asupra obiectului este determinată de timpul de mișcare a corpului de reglare, a cărui viteză de permutare depinde de datele tehnice ale actuatoarelor.

În sistemele de control proporțional, acțiunea de control asupra obiectului este proporțională cu abaterea parametrului de la valoarea setată, iar factorul de proporționalitate depinde de proiectarea actuatorului, a dispozitivelor de frânare și după declanșare după declanșare.

Într-un număr de sisteme de control automat pentru procesele de turnătorie, actuatoarele sunt acoperite de feedback cu privire la poziția regulatorului. O evaluare avansată a proprietăților statice și dinamice ale unităților este efectuată ținând cont de precizia și viteza acestora.

Atunci când se proiectează actuatoare, este necesar să se stabilească viteza de mișcare a dispozitivului său de ieșire la sarcina nominală și un semnal de control corespunzător vitezei nominale de mișcare a dispozitivului de ieșire.

O mare varietate de actuatoare sunt utilizate în sistemele de automatizare a turnătorii. Prin proiectare, acestea sunt împărțite în electromecanice, electromagnetice, hidraulice, pneumatice și combinate.

Acționări electromecanice

Acționările electromecanice sunt utilizate pentru controlul diferitelor corpuri de lucru de oprire și reglare ale sistemelor de automatizare. Seturile pot include un motor electric, cutie de viteze, întrerupătoare de limită, ambreiaj limitator de cuplu și senzor de feedback.

Acționările electromecanice includ dispozitive de întoarcere a găleților pentru turnarea automată, deschiderea și închiderea buncărelor pentru cântărirea dozatoarelor din sistemele de amestecare și amestecare, topitorii de încărcare etc.

În aceste procese de turnare, antrenările electromecanice asigură:

• pornire de la distanță sau automată a acționării electrice folosind butoanele de pornire „Închidere” și „Deschidere”;

• oprirea acționării electrice în orice poziție intermediară prin intermediul butoanelor sau contactelor întrerupătoarelor de limită;

• oprire de urgență în cazul supraîncărcărilor critice;

• semnalizare luminoasă de la distanță a pozițiilor finale ale corpului de lucru (lift, fundul buncărului, oală de turnare etc.;

• blocare electrică prin alte mecanisme.

Unități electromagnetice

Unitățile electromagnetice sunt o combinație a unui electromagnet cu un dispozitiv mecanic mișcat de acesta. Ele conferă mișcare înainte conducerii organului controlat.

Actuatoarele electromagnetice sunt utilizate pentru controlul supapelor, porților, supapelor și bobinelor în sistemele de automatizare pentru reglarea alimentării cu jeturi cu dom, încălzire, alimentare cu oxigen în procesul de fabricare a oțelului, în sistemele care utilizează dispozitive electro-hidraulice sau electro-pneumatice, în care solenoidul deplasează supapa de control etc.

Dezavantajul electrovalvelor și supapelor este că, la comutare aproape instantanee, poate apărea lovitura de ariete.

Acționări hidraulice

Actuatoarele hidraulice sunt utilizate pe scară largă în liniile și sistemele automate de turnare datorită faptului că permit acțiuni semnificative pe termen scurt de 5 - 7 ori suprasarcini, au momente mari de ieșire (forțe) la dimensiuni mici și pot asigura accelerații unghiulare de peste 20.000 rad. / s .

Cele mai utilizate transmisii hidraulice cu piston, unde uleiurile petroliere, fluidele sintetice, amestecul alcool-glicerină etc. sunt folosite ca fluid de lucru.

În sistemele de turnare, cele mai frecvent utilizate antrenări cu piston sunt cu acțiune simplă și dublă.

Dezavantajele acționărilor hidraulice includ masa lor mare, consumul semnificativ de energie pentru control și dificultăți în eliminarea accidentelor.

Pentru a corecta unele dintre principalele deficiențe, selecția metodei și legii de frânare și calculul parametrilor de proiectare a dispozitivelor de frânare ale cilindrilor hidraulici utilizați în turnătorie sunt de o importanță deosebită.

Alegerea anumitor cilindri hidraulici și dispozitive de frână este determinată de modul în care funcționează. La viteze mici, este permisă utilizarea cilindrilor hidraulici de antrenare fără dispozitive de frânare cu frânarea părților mobile ale structurilor sau echipamentelor împotriva limitatorului. Când viteza de lucru crește la 80 mm / s, este necesar să se utilizeze dispozitive de frânare.

Acționări pneumatice

Acționări pneumatice construcție în același mod ca și hidraulica. Diferențele lor constă în proprietățile mediului de lucru (gaz și lichid) Compresibilitatea gazului are un efect negativ asupra funcționării sistemului, în special la sarcini și accelerații semnificative.

Acționările pneumatice sunt împărțite în piston și diafragmă. Actuatoarele pneumatice cu piston sunt comune în turnătorie datorită simplității și costului redus.

În același timp, mediul agresiv din procesele de turnare îi obligă pe proiectanți să dezvolte cilindri pneumatici speciali pentru mașinile automate de turnare. Astfel de cilindri pneumatici sunt fabricați într-un design închis, unde tijele lor nu intră în contact cu mediul.

Acestea folosesc cilindri unidirecționali conectați printr-un singur cremalier la o angrenare de pe arborele de ieșire. Rotirea arborelui este transformată de manivelă în mișcare liniară și, deși dubla conversie are ca rezultat o pierdere de putere, aceste mecanisme sunt durabile.

Actuatoare combinate

Noile dispozitive de la Festo vă permit să rezolvați sarcini cu mișcări motorizate simple și să faceți schimb inteligent de date de la un controler la un PLC prin IO-Link. Această serie de acționări electrice combină simplitatea pneumaticei cu avantajele automatizării electrice.

Acționările electrice din seria Simplified Motion sunt soluții de mișcare cu motorizare și control integrate pentru sarcini simple. Acestea vă permit să operați și să puneți în funcțiune fără software, pe principiul „plug and play”.

Parametrii pentru viteza de avans și retur, forța de acționare, setarea poziției finale, amortizarea și controlul manual pot fi setați direct pe unitate folosind butoanele fizice.

Alegere

Atunci când alegeți actuatoare pentru sistemele de automatizare de turnătorie, luați în considerare viteza, eficiența, funcționarea silențioasă a acestora. Fiecare dintre aceste metrici, într-o măsură sau alta, poate fi importantă pentru rezolvarea unei anumite probleme de automatizare.

Cu toate acestea, există un criteriu principal care ar trebui preferat în proiectarea sau selecția oricărui actuator - și anume fiabilitatea ridicată.

În acest sens, se recomandă utilizarea mai pe scară largă, ori de câte ori este posibil, acționări electromagnetice și electromecanice cu scheme cinematice simple.

În cazurile în care se folosesc antrenări hidraulice sau pneumatice, trebuie acordată atenție fiabilității dispozitivelor de etanșare și reducerii masei pieselor mobile.

Vezi si: Mijloace tehnice de masura si control in turnatorie