Actuadors en sistemes d'automatització de foneria

Els actuadors dels sistemes de control automàtic de processos estan dissenyats per afectar directament l'objecte controlat o els seus controls.

Requisits

Les unitats han de complir els requisits següents:

• tenir característiques estàtiques tan lineals com sigui possible;

• tenir la potència suficient per posar en moviment l'objecte de control o els seus òrgans en tots els modes de funcionament;

• tenir el rendiment requerit;

• per garantir la regulació més senzilla i econòmica del valor de la producció;

• tenen poca potència de direcció.

Característiques quan es treballa en foneries

Els sistemes d'automatització per a processos de fosa es caracteritzen per la presència de dos modes de control: remot i automàtic.

Per als accionaments en sistemes de control remot, els principals indicadors són l'energia, a més, es requereixen característiques operatives, estructurals i econòmiques.

Per als accionaments en sistemes de control automàtic, el més important són les seves propietats estàtiques i dinàmiques, que afecten l'estabilitat i la qualitat de la regulació. Aquestes característiques de l'elecció dels actuadors en sistemes d'automatització per a processos de fosa s'han de tenir en compte en el seu disseny.

Els principals paràmetres d'energia dels accionaments (control remot) són el parell nominal (la força desenvolupada al control nominal) i el parell d'arrencada (la força desenvolupada en el moment de l'encesa sota l'acció del senyal de control nominal).

La relació entre el parell d'arrencada i el moment d'inèrcia reduït de l'accionament determina la seva inèrcia, és a dir, el temps des de l'inici del moviment fins a la velocitat nominal de moviment de l'element de sortida en estat estacionari. Per reduir el temps d'acceleració, el parell d'arrencada no ha de superar el parell nominal de 2-2,5.

En sistemes de control posicional on l'acció de control té dos punts de consigna, els actuadors han de proporcionar la capacitat de canviar l'acció de control des del valor màxim.

En sistemes amb reguladors de velocitat constant, l'acció de control sobre l'objecte està determinada pel temps de moviment del cos regulador, la velocitat de permutació del qual depèn de les dades tècniques dels actuadors.

En els sistemes de control proporcional, l'acció de control sobre l'objecte és proporcional a la desviació del paràmetre respecte al valor establert, i el factor de proporcionalitat depèn del disseny de l'actuador, els dispositius de frenada i després del viatge després del viatge.

En una sèrie de sistemes de control automàtic per a processos de fosa, els actuadors estan coberts per la retroalimentació sobre la posició del regulador. Es realitza una avaluació avançada de les propietats estàtiques i dinàmiques dels accionaments tenint en compte la seva precisió i velocitat.

Quan es dissenyen actuadors, cal establir la velocitat de moviment del seu dispositiu de sortida a càrrega nominal i un senyal de control corresponent a la velocitat de moviment nominal del dispositiu de sortida.

En els sistemes d'automatització de foneria s'utilitzen una gran varietat d'actuadors. Per disseny, es divideixen en electromecànics, electromagnètics, hidràulics, pneumàtics i combinats.

Accionaments electromecànics

Els accionaments electromecànics s'utilitzen per controlar diversos cossos de treball de parada i regulació dels sistemes d'automatització. Els kits poden incloure un motor elèctric, caixa de canvis, interruptors de límit, embragatge limitador de parell i sensor de retroalimentació.

Els accionaments electromecànics inclouen dispositius per girar galledes per a l'abocament automàtic, obertura i tancament de tremuges per a dispensadors de pesatge en sistemes de mescla i mescla, foses de càrrega, etc.

En aquests processos de fosa, els accionaments electromecànics proporcionen:

• arrencada remota o automàtica de l'accionament elèctric mitjançant els botons d'arrencada "Tancar" i "Obrir";

• aturar l'accionament elèctric en qualsevol posició intermèdia mitjançant botons o contactes d'interruptors de final de carrera;

• parada d'emergència en cas de sobrecàrregues crítiques;

• senyalització lluminosa remota de les posicions finals del cos de treball (ascensor, fons de la tremuja, cullera d'abocament, etc.);

• bloqueig elèctric per altres mecanismes.

Accionaments electromagnètics

Les unitats electromagnètiques són una combinació d'un electroimant amb un dispositiu mecànic mogut per aquest. Imparten moviment cap endavant a l'impuls de l'òrgan controlat.

Els actuadors electromagnètics s'utilitzen per controlar vàlvules, comportes, vàlvules i bobines en sistemes d'automatització per regular el subministrament de doms, calefacció, subministrament d'oxigen en el procés de fabricació d'acer, en sistemes que utilitzen dispositius electrohidràulics o electropneumàtics, en què el solenoide mou la vàlvula de control, etc.

El desavantatge de les vàlvules i vàlvules de solenoide és que amb la commutació gairebé instantània, es pot produir un cop d'ariet.

Accionaments hidràulics

Els actuadors hidràulics s'utilitzen àmpliament en línies i sistemes de colada automàtica a causa del fet que permeten accions importants a curt termini de 5 a 7 vegades sobrecàrregues, tenen grans moments de sortida (forces) a mides petites i poden proporcionar acceleracions angulars superiors a 20.000 rad. / s .

Els accionaments hidràulics de pistons més utilitzats, on s'utilitzen com a fluid de treball olis de petroli, fluids sintètics, mescles alcohol-glicerina, etc.

En els sistemes de fosa, els accionaments de pistons més utilitzats són de simple i doble efecte.

Els inconvenients dels accionaments hidràulics inclouen la seva gran massa, un important consum d'energia per al control i les dificultats per eliminar accidents.

Per corregir algunes de les principals deficiències, la selecció del mètode i la llei de frenada i el càlcul dels paràmetres de disseny dels dispositius de frenada dels cilindres hidràulics utilitzats a la foneria són de particular importància.

L'elecció de determinats cilindres hidràulics i dispositius de fre està determinada per la forma en què funcionen. A baixes velocitats, es permet utilitzar cilindres hidràulics de conducció sense dispositius de frenada amb frenada de les parts mòbils de les estructures o equips contra el limitador. Quan la velocitat de treball augmenta a 80 mm / s, cal utilitzar dispositius de frenada.

Accionaments pneumàtics

Accionaments pneumàtics construcció de la mateixa manera que hidràulica. Les seves diferències rau en les propietats del medi de treball (gas i líquid) La compressibilitat del gas té un efecte negatiu en el funcionament del sistema, especialment sota càrregues i acceleracions importants.

Els accionaments pneumàtics es divideixen en pistó i diafragma. Els actuadors pneumàtics de pistons són habituals a la foneria per la seva senzillesa i baix cost.

Al mateix temps, l'entorn agressiu en els processos de fosa obliga els dissenyadors a desenvolupar cilindres pneumàtics especials per a màquines de colada automàtiques. Aquests cilindres pneumàtics es fabriquen en un disseny tancat on les seves varetes no entren en contacte amb el medi ambient.

Utilitzen cilindres unidireccionals connectats per un sol cremallera a un engranatge a l'eix de sortida. La rotació de l'eix es converteix per la manovella en moviment lineal, i encara que la doble conversió provoca una pèrdua de potència, aquests mecanismes són duradors.

Actuadors combinats

Els nous dispositius de Festo permeten resoldre tasques amb moviments motoritzats senzills i intercanviar dades de manera intel·ligent d'un controlador a un PLC mitjançant IO-Link. Aquesta sèrie d'accionaments elèctrics combina la senzillesa de la pneumàtica amb els avantatges de l'automatització elèctrica.

Els accionaments elèctrics de la sèrie Simplified Motion són solucions de moviment amb motorització i control integrats per a tasques senzilles. Permeten operar i posar en funcionament sense programari, segons el principi "plug and play".

Els paràmetres per a la velocitat d'alimentació i retorn, la força d'accionament, la configuració de la posició final, l'amortiment i el control manual es poden configurar directament a la unitat mitjançant botons físics.

elecció

Quan escolliu actuadors per a sistemes d'automatització de foneria, tingueu en compte la seva velocitat, eficiència i funcionament silenciós. Cadascuna d'aquestes mètriques, en un grau o un altre, pot ser important per resoldre un problema d'automatització particular.

Tanmateix, hi ha un criteri principal que s'hauria de preferir en el disseny o la selecció de qualsevol actuador: l'alta fiabilitat.

En aquest sentit, es recomana utilitzar més àmpliament, sempre que sigui possible, accionaments electromagnètics i electromecànics amb esquemes cinemàtics senzills.

En els casos en què s'utilitzen accionaments hidràulics o pneumàtics, s'ha de parar atenció a la fiabilitat dels dispositius de segellat i a la reducció de la massa de les peces mòbils.

Vegeu també: Mitjans tècnics de mesura i control en foneria