מפעילים במערכות אוטומציה של יציקה

מפעילים במערכות בקרת תהליכים אוטומטיות מתוכננים להשפיע ישירות על האובייקט הנשלט או הבקרות שלו.

דרישות

כוננים חייבים לעמוד בדרישות הבאות:

• בעלי מאפיינים סטטיים ליניאריים ככל האפשר;

• בעלי כוח מספיק כדי להניע את אובייקט הבקרה או את איבריו בתנועה בכל אופני הפעולה;

• יש את הביצועים הנדרשים;

• להבטיח את הרגולציה הפשוטה והחסכונית ביותר של ערך הייצור;

• בעלי כוח היגוי נמוך.

תכונות בעת עבודה בבתי יציקה

מערכות אוטומציה לתהליכי יציקה מאופיינות בנוכחות של שני מצבי בקרה: מרחוק ואוטומטי.

עבור כוננים במערכות שלט רחוק, האינדיקטורים העיקריים הם אנרגיה, בנוסף, נדרשים מאפיינים תפעוליים, מבניים וכלכליים.

עבור כוננים במערכות בקרה אוטומטיות, החשובים ביותר הם המאפיינים הסטטיים והדינמיים שלהם, המשפיעים על יציבות ואיכות הרגולציה. יש לקחת בחשבון מאפיינים אלו של בחירת מפעילים במערכות אוטומציה לתהליכי יציקה בתכנון שלהם.

פרמטרי האנרגיה העיקריים של כוננים (שלט רחוק) הם המומנט הנומינלי (הכוח שפותח בבקרה הנומינלית) ומומנט ההתחלה (הכוח שפותח ברגע ההפעלה תחת פעולת אות הבקרה הנומינלי).

היחס בין מומנט ההתחלה לרגע האינרציה המופחת של הכונן קובע את האינרציה שלו, כלומר את הזמן מתחילת התנועה ועד למהירות התנועה הנומינלית של אלמנט הפלט במצב יציב. כדי להפחית את זמן התאוצה, מומנט ההתחלה לא יעלה על 2 - 2.5 מומנט מדורג.

במערכות בקרה מיקום שבהן לפעולת הבקרה יש שתי נקודות קבע, על המפעילים לספק את היכולת לשנות את פעולת הבקרה מהערך המרבי.

במערכות עם ווסת מהירות קבועה, פעולת הבקרה על האובייקט נקבעת לפי זמן התנועה של הגוף המווסת, שמהירות התמורה שלו תלויה בנתונים הטכניים של המפעילים.

במערכות בקרה פרופורציונלית, פעולת הבקרה על האובייקט היא פרופורציונלית לסטייה של הפרמטר מהערך שנקבע, ומקדם המידתיות תלוי בתכנון המפעיל, התקני הבלימה ולאחר נסיעה אחרי נסיעה.

במספר מערכות בקרה אוטומטיות לתהליכי יציקה, המפעילים מכוסים במשוב על עמדת הרגולטור. הערכה מתקדמת של המאפיינים הסטטיים והדינמיים של הכוננים מתבצעת בהתחשב בדיוק ובמהירות שלהם.

בעת תכנון מפעילים, יש צורך להגדיר את מהירות התנועה של התקן הפלט שלו בעומס נומינלי ואות בקרה התואם למהירות התנועה הנומינלית של התקן הפלט.

מגוון רחב של מפעילים משמשים במערכות אוטומציה של יציקה. לפי התכנון, הם מחולקים לאלקטרומכני, אלקטרומגנטי, הידראולי, פנאומטי ומשולב.

כוננים אלקטרומכניים

כוננים אלקטרומכניים משמשים לשליטה על גופי עצירה וויסות שונים של מערכות אוטומציה. ערכות עשויות לכלול מנוע חשמלי, תיבת הילוכים, מתגי הגבלה, מצמד הגבלת מומנט וחיישן משוב.

כוננים אלקטרו-מכניים כוללים התקנים להפיכת דליים למזיגה אוטומטית, פתיחה וסגירה של הופרים לשקילת מתקנים במערכות ערבוב וערבול, טעינת מתכת וכו'.

בתהליכי יציקה אלה, כוננים אלקטרומכניים מספקים:

• הפעלה מרחוק או אוטומטית של הכונן החשמלי באמצעות לחצני ההפעלה "סגור" ו"פתח";

• עצירת הכונן החשמלי בכל מצב ביניים באמצעות לחצנים או מגעים של מתגי גבול;

• כיבוי חירום במקרה של עומס יתר קריטי;

• איתות אור מרחוק של עמדות הקצה של גוף העבודה (מעלית, תחתית המיכל, מצקת מזיגה וכו';

• חסימה חשמלית על ידי מנגנונים אחרים.

כוננים אלקטרומגנטיים

כוננים אלקטרומגנטיים הם שילוב של אלקטרומגנט עם מכשיר מכני המוזז על ידו. הם מקנים תנועה קדימה להנעה של האיבר הנשלט.

מפעילים אלקטרומגנטיים משמשים לשליטה על שסתומים, שערים, שסתומים וסלילים במערכות אוטומציה לוויסות אספקת סילוני כיפה, חימום, אספקת חמצן בתהליך ייצור הפלדה, במערכות המשתמשות מכשירים אלקטרו-הידראוליים או אלקטרו-פניאומטיים, שבו הסולנואיד מזיז את שסתום הבקרה וכו'.

החיסרון של שסתומי סולנואיד ושסתומים הוא שעם מיתוג כמעט מיידי, פטיש מים יכול להתרחש.

כוננים הידראוליים

מפעילים הידראוליים נמצאים בשימוש נרחב בקווי יציקה ומערכות אוטומטיות בשל העובדה שהם מאפשרים פעולות משמעותיות לטווח קצר של פי 5 - 7 עומסי יתר, בעלי מומנטי פלט (כוחות) גדולים בגדלים קטנים ויכולים לספק תאוצות זוויתיות העולה על 20,000 ראד. / שניות .

כונני הבוכנה ההידראוליים הנפוצים ביותר, בהם שמני נפט, נוזלים סינתטיים, תערובת אלכוהול-גליצרין וכו' משמשים כנוזל העבודה.

במערכות יציקה, כונני הבוכנה הנפוצים ביותר הם חד-פעמיים וכפולים.

החסרונות של כוננים הידראוליים כוללים המסה הגדולה שלהם, צריכת חשמל משמעותית לשליטה וקשיים במניעת תאונות.

על מנת לתקן חלק מהליקויים העיקריים, יש חשיבות מיוחדת לבחירת שיטת הבלימה וחוק הבלימה וחישוב פרמטרי התכנון של מכשירי הבלימה של הצילינדרים ההידראוליים המשמשים במפעל.

הבחירה של צילינדרים הידראוליים והתקני בלמים מסוימים נקבעת על פי אופן עבודתם. במהירויות נמוכות, מותר להשתמש בצילינדרים הידראוליים הנעים ללא התקני בלימה עם בלימה של החלקים הנעים של מבנים או ציוד כנגד המגביל. כאשר מהירות העבודה עולה ל-80 מ"מ לשנייה, יש צורך להשתמש בהתקני בלימה.

כוננים פניאומטיים

כוננים פניאומטיים בנייה באותו אופן כמו הידראולי. ההבדלים ביניהם טמונים בתכונות המדיום העובד (גז ונוזל) לדחיסות הגז יש השפעה שלילית על פעולת המערכת, במיוחד בעומסים ותאוצות משמעותיות.

כוננים פנאומטיים מחולקים לבוכנה ודיאפרגמה. מפעילי בוכנה פניאומטיים נפוצים ביציקה בשל פשטותם ועלותם הנמוכה.

במקביל, הסביבה האגרסיבית בתהליכי יציקה מאלצת מעצבים לפתח צילינדרים פניאומטיים מיוחדים למכונות יציקה אוטומטיות. צילינדרים פנאומטיים כאלה מיוצרים בעיצוב סגור שבו המוטות שלהם אינם באים במגע עם הסביבה.

הם משתמשים בצילינדרים חד-כיווניים המחוברים על ידי מתלה בודד לגלגל שיניים על פיר הפלט. סיבוב הציר מומר על ידי הארכובה לתנועה ליניארית, ולמרות שההמרה הכפולה גורמת לאובדן כוח, מנגנונים אלו עמידים.

מפעילים משולבים

המכשירים החדשים מבית Festo מאפשרים לך לפתור משימות בתנועות ממונעות פשוטות ולהחליף נתונים מבוקר ל-PLC באמצעות IO-Link. סדרה זו של כוננים חשמליים משלבת את הפשטות של פנאומטיקה עם היתרונות של אוטומציה חשמלית.

הכוננים החשמליים של סדרת Simplified Motion הם פתרונות תנועה עם מנוע ושליטה משולבים למשימות פשוטות. הם מאפשרים לך לפעול ולהפעיל ללא תוכנה, על פי עקרון "הכנס והפעל".

ניתן להגדיר פרמטרים של מהירות הזנה והחזרה, כוח הפעלה, הגדרת מצב קצה, שיכוך ושליטה ידנית ישירות על הכונן באמצעות לחצנים פיזיים.

בְּחִירָה

בעת בחירת מפעילים למערכות אוטומציה של יציקה, שקול את המהירות, היעילות, הפעולה השקטה שלהם. כל אחד מהמדדים הללו, במידה זו או אחרת, יכול להיות חשוב לפתרון בעיית אוטומציה מסוימת.

עם זאת, יש קריטריון עיקרי אחד שיש להעדיף בתכנון או בבחירה של כל מפעיל - שהוא אמינות גבוהה.

בהקשר זה, מומלץ להשתמש באופן נרחב יותר, במידת האפשר, בכוננים אלקטרומגנטיים ואלקטרומכניים עם סכמות קינמטיות פשוטות.

במקרים בהם נעשה שימוש בכוננים הידראוליים או פנאומטיים, יש לשים לב לאמינות מכשירי האיטום ולהפחתת המסה של החלקים הנעים.

ראה גם: אמצעי מדידה ובקרה טכניים ביציקה