Ställdon i gjuteriautomationssystem

Ställdon i automatiska processtyrningssystem är utformade för att direkt påverka det kontrollerade objektet eller dess kontroller.

Krav

Enheter måste uppfylla följande krav:

• ha så linjära statiska egenskaper som möjligt;

• ha tillräcklig kraft för att sätta kontrollobjektet eller dess organ i rörelse i alla driftsätt;

• ha den prestanda som krävs;

• att säkerställa den enklaste och mest ekonomiska regleringen av produktionsvärdet;

• har låg styrkraft.

Funktioner vid arbete i gjuterier

Automationssystem för gjuteriprocesser kännetecknas av närvaron av två kontrolllägen: fjärrkontroll och automatisk.

För drivningar i fjärrstyrningssystem är huvudindikatorerna energi, dessutom krävs operativa, strukturella och ekonomiska egenskaper.

För frekvensomriktare i automatiska styrsystem är de viktigaste deras statiska och dynamiska egenskaper, som påverkar regleringens stabilitet och kvalitet. Dessa egenskaper hos valet av ställdon i automationssystem för gjutprocesser måste beaktas i deras design.

De viktigaste energiparametrarna för frekvensomriktare (fjärrkontroll) är det nominella vridmomentet (kraften som utvecklas vid den nominella styrningen) och startmomentet (kraften som utvecklas i ögonblicket för påslagning under verkan av den nominella styrsignalen).

Förhållandet mellan startvridmomentet och drivningens reducerade tröghetsmoment bestämmer dess tröghet, det vill säga tiden från rörelsens början till den nominella rörelsehastigheten för utgångselementet i ett stabilt tillstånd. För att minska accelerationstiden bör startmomentet inte överstiga 2 - 2,5 nominellt vridmoment.

I lägesstyrningssystem där styråtgärden har två börvärden måste ställdonen ge möjlighet att ändra styråtgärden från maxvärdet.

I system med konstanthastighetsregulatorer bestäms kontrollåtgärden på objektet av rörelsetiden för reglerorganet, vars permutationshastighet beror på ställdonens tekniska data.

I proportionella styrsystem är styrverkan på objektet proportionell mot parameterns avvikelse från det inställda värdet, och proportionalitetsfaktorn beror på utformningen av ställdonet, bromsanordningarna och efter tripp efter trip.

I ett antal automatiska styrsystem för gjuteriprocesser täcks ställdonen av återkoppling på regulatorns position. En avancerad utvärdering av frekvensomriktarnas statiska och dynamiska egenskaper utförs med hänsyn till deras noggrannhet och hastighet.

Vid konstruktion av ställdon är det nödvändigt att ställa in rörelsehastigheten för dess utgångsenhet vid nominell belastning och en styrsignal som motsvarar den nominella rörelsehastigheten för utgångsanordningen.

Ett brett utbud av ställdon används i gjuteriautomationssystem. Genom design är de indelade i elektromekaniska, elektromagnetiska, hydrauliska, pneumatiska och kombinerade.

Elektromekaniska drivenheter

Elektromekaniska drivenheter används för att styra olika stopp- och reglerande arbetskroppar för automationssystem. Satsen kan innehålla en elmotor, växellåda, gränslägesbrytare, vridmomentbegränsande koppling och återkopplingssensor.

Elektromekaniska drivenheter inkluderar anordningar för att vända hinkar för automatisk hällning, öppning och stängning av behållare för vägning av dispensrar i blandnings- och blandningssystem, laddning av smältverk, etc.

I dessa gjutprocesser ger elektromekaniska drivenheter:

• fjärrstart eller automatisk start av den elektriska drivningen med startknapparna "Stäng" och "Öppna";

• stoppa den elektriska drivningen i valfritt mellanläge med hjälp av knappar eller kontakter på gränslägesbrytare;

• nödavstängning vid kritiska överbelastningar;

• fjärrljussignalering av arbetskroppens ändlägen (hiss, botten av behållaren, hällskänk, etc.;

• elektrisk blockering av andra mekanismer.

Elektromagnetiska enheter

Elektromagnetiska enheter är en kombination av en elektromagnet med en mekanisk anordning som rör sig av den. De ger rörelse framåt till det kontrollerade organets drivkraft.

Elektromagnetiska ställdon används för att styra ventiler, grindar, ventiler och spolar i automationssystem för reglering av tillförseln av kupolstrålar, uppvärmning, syretillförsel i ståltillverkningsprocessen, i system som använder elektrohydrauliska eller elektropneumatiska anordningar, där solenoiden flyttar styrventilen, etc.

Nackdelen med magnetventiler och ventiler är att vid nästan ögonblicklig omkoppling kan vattenslag uppstå.

Hydrauliska drivenheter

Hydrauliska ställdon används ofta i automatiska gjutlinjer och system på grund av det faktum att de tillåter betydande kortsiktiga åtgärder på 5 - 7 gånger överbelastning, har stora uteffektmoment (krafter) vid små storlekar och kan ge vinkelaccelerationer på över 20 000 rad / s .

De mest använda hydrauliska kolvdrivningarna, där petroleumoljor, syntetiska vätskor, alkohol-glycerinblandningar etc. används som arbetsvätska.

I gjutsystem är de vanligaste kolvdrivningarna enkel- och dubbelverkande.

Nackdelarna med hydrauliska drivningar inkluderar deras stora massa, betydande energiförbrukning för kontroll och svårigheter att eliminera olyckor.

För att rätta till några av de största bristerna är valet av bromsmetod och lag och beräkningen av designparametrarna för bromsanordningarna för de hydrauliska cylindrarna som används i gjuteriet av särskild betydelse.

Valet av vissa hydraulcylindrar och bromsanordningar bestäms av hur de fungerar. Vid låga hastigheter är det tillåtet att använda drivande hydraulcylindrar utan bromsanordningar med bromsning av rörliga delar av strukturer eller utrustning mot begränsaren. När arbetshastigheten ökar till 80 mm / s är det nödvändigt att använda bromsanordningar.

Pneumatiska drivenheter

Pneumatiska drivenheter konstruktion på samma sätt som hydraulisk. Deras skillnader ligger i arbetsmediets egenskaper (gas och vätska).Gasens kompressibilitet har en negativ effekt på systemets funktion, särskilt under betydande belastningar och accelerationer.

Pneumatiska drivenheter är uppdelade i kolv och membran. Pneumatiska kolvställdon är vanliga i gjuterier på grund av sin enkelhet och låga kostnad.

Samtidigt tvingar den aggressiva miljön i gjutprocesser designers att utveckla speciella pneumatiska cylindrar för automatiska gjutmaskiner. Sådana pneumatiska cylindrar tillverkas i en sluten design där deras stavar inte kommer i kontakt med omgivningen.

De använder envägscylindrar anslutna med en enda kuggstång till ett kugghjul på utgående axel. Rotationen av axeln omvandlas av veven till linjär rörelse, och även om den dubbla omvandlingen resulterar i en effektförlust är dessa mekanismer hållbara.

Kombinerade ställdon

De nya enheterna från Festo låter dig lösa uppgifter med enkla motoriserade rörelser och intelligent utbyta data från en styrenhet till en PLC via IO-Link. Denna serie av elektriska drivenheter kombinerar enkelheten hos pneumatik med fördelarna med elektrisk automation.

De elektriska drivningarna i Simplified Motion-serien är rörelselösningar med integrerad motorisering och styrning för enkla uppgifter. De låter dig arbeta och driftsätta utan programvara, enligt "plug and play"-principen.

Parametrar för matnings- och returhastighet, manöverkraft, ändlägesinställning, dämpning och manuell styrning kan ställas in direkt på frekvensomriktaren med hjälp av fysiska knappar.

Val

När du väljer ställdon för gjuteriautomationssystem, överväg deras hastighet, effektivitet, tysta drift. Var och en av dessa mått, i en eller annan grad, kan vara viktiga för att lösa ett visst automationsproblem.

Det finns dock ett huvudkriterium som bör föredras vid utformningen eller valet av alla ställdon – det är hög tillförlitlighet.

I detta avseende rekommenderas det att använda mer allmänt, när det är möjligt, elektromagnetiska och elektromekaniska drivenheter med enkla kinematiska scheman.

I de fall där hydrauliska eller pneumatiska drivenheter används, måste uppmärksamhet ägnas åt tätningsanordningarnas tillförlitlighet och minskningen av de rörliga delarnas massa.

Se även: Tekniska metoder för mätning och kontroll i gjuteri