Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Декабря 2011 в 19:26, реферат
Пневматические устройства давно играют важную роль в механизации производства. В последнее время они также широко используются при решении задач автоматизации.
Введение…………....……………………………………………………………………….…….3
Достоинства и недостатки пневмоавтоматики………………………………………................4
Достоинства…………………………………………………………………………………..4
Недостатки……………………………………………………………………………………5
Критерии выбора, характеристики и классификации…………………………...……………..6
Критерии выбора источника энергии для исполнительной части системы……………...6
Критерии выбора источника энергии для управляющей части системы………………...7
Критерии проектирования пневматической системы управления………………………..7
Структура пневматической системы и последовательность сигнала…………………….8
Группировка элементов пневматической системы по подсистемам……………………..9
Варианты продукции пневмоавтоматики………………………………………………………9
Программируемый логический контроллер SMC PneuAlpha 2…………………………..9
Пневмоостров Festo MPA-L………………………………………………………………..10
Преимущества……………………………………………………………………...10
Технические данные……………………………………………………………….11
Стандарты….…………………………………………………………………………………….11
Стандарт DIN ISO…………………………………………………………………………...11
Эстонские стандарты EVS………………………………………………………………….12
Сравнение с другими направлениями………………………………………………….………12
5.1 Сравнение источников энергии систем управления……………………………………...12
Фирмы пневмоавтоматики……………………………………………………………………...14
Festo………………………………………………………………………………………….14
6.2.1 Варианты продукции…………………………………………………………………15
SMC………………………………………………………………………………………….15
6.2.1 Варианты продукции…………………………………………………………………17
Приложение: Схемы………………………………………………………………….…………18
Клапан быстрого выхлопа………………………………………………………………….18
Управление по давлению…………………………………………………………………..19
Клапан выдержки времени…………………………………………………………………20
Источники……………………………………………………………………………………….23
•
наличие технической
Изображение 1. Структура пневматической системы и последовательность прохождения сигнала
Эти элементы формируют цепь управления для прохождения сигнала (информации) от входа системы (со стороны управляющей части) к ее выходу (к исполнительной части).
Усилитель мощности
управляет исполнительным элементом
с помощью сигнала, принимаемого
от логико-вычислительного
• подсистема энергоснабжения (элементы энергоснабжения),
• информационная подсистема (датчики),
• логико-вычислительная подсистема (процессоры),
• исполнительная подсистема (управляющий распределитель и исполнительное устройство). [1]
Служит для
многофункционального управления электропневматическими
системами и оборудованием.
Создан на основе существующих преимуществ. Пневмоостров с отличными характеристиками дополнен более гибкой системой для отдельных распределителей: пошаговая модульность. Это означает, что пневматические характеристики и функциональные возможности МРА-L могут быть идеально адаптированы к любому варианту применения, обеспечивая при этом экономию времени и пространства.
* Отсутствие
ограничений с точки зрения
модульности - как следствие, возможность
адаптации к будущим
* Предназначен для применения в таких областях, как машиностроение, пищевая промышленность, управление непрерывными процессами
* Простота установки:
прочная шпилька для установки
отдельных клапанов или
* Простая замена
распределителей благодаря
* Возможность
замены распределителей без
* Встроенные ручные регуляторы давления и простые средства регулировки скорости приводов
* Каналы подачи
увеличенного размера для
* До 32 распределителей/соленоидов
* Различные типы распределителей: 5/2, 5/3/ 3/2, 2/2
* Класс защиты: IP67 [3]
Проектирование пневматических систем требует применения единых норм изображения конструкций и схем. Условные обозначения отражают следующие свойства пневмоэлементов:
• тип управления и возврата в исходное положение,
• число линий (присоединений) и их обозначения,
• число позиций переключения,
• принцип действия,
• упрощенное представление проточной части.
Условные обозначения, которые находят применение в пневмоавтоматике, выполняются в соответствии с ДИН ИСО 1219 "Гидравлические и пневматические системы и приборы - обозначение схем" (DIN ISO 1219 "Fluidtechnische Systeme und Geraete - Schaltzeichen"). [1]
Эстонские стандарты EVS основаны на международном стандарте ISO. Краткий список эстонских стандартов:
- EVS-EN ISO 4414:2010 - Пневмоприводы.
Общие правила и требования безопасности
систем и их компонентов. [4]
- EVS-EN 1012-1:1999 и EVS-EN 1012-1:2010 - Компрессоры. [5] [6]
Критерии | Пневмоавтоматика | Гидроавтоматика | Электроавтоматика | |||||
Сила
линейная |
Сила
ограничена низким давлением питания
и диаметром поршня; при нагрузке
торможения энергия
не потребляется. |
Большие силы благодаря большому давлению. | Малые силы; низкий КПД; отсутствие защиты от перегрузок; высокое потребление энергии в режиме холостого хода. | |||||
Сила
вращательная |
Полный
вращающий момент в режиме торможения
без
потребления энергии. |
Полный вращаю щий момент в ре жиме торможения, однако некоторое потребление энергии. | Низкий вращающий момент в режиме тор можения (при полной остановке). | |||||
Движение
линейное |
Простота изготовления; высокие ускорения; высокая скорость. | Простота изготовления; хорошая регулируемость. | Сложно и дорого, так как требуются преобразователи рода движения; при малых ходах необходимы линейные магниты, а при малых силах - линейные моторы. | |||||
Движение
вращательное или поворотное |
Пневмомоторы
с очень высоким числом оборотов;
высокая стоимость изготовления; низкий КПД; поворотное движение путем преобразования с помощью зубчатой рейки и шестерни. |
Гидромоторы и поворотные цилиндры с числом оборотов ниже, чем в пневмоавтоматике; хороший КПД. | Лучший КПД для приводов вращательного действия, ограниченное число оборотов. | |||||
Регулируемость | Простая
регулируемость силы путем изменения
давления и скорости – расхода
газа; то же самое в области низких
скоростей. |
Очень хорошая регулируемость силы и скорости; а также высокая чувствительность в области малых скоростей. | Иногда возможно при значительных издержках. | |||||
Способность
к аккумулирова- нию и транспор- тировке энергии |
Возможно
для любого количества воздуха;
легко транспортируется по трубам
(до 1000 м) и в емкостях. |
Аккумулирование
возможно с использованием газовой
среды или пружины; транспортируется
по трубопроводам (до 100 м). |
Аккумулирование
затруднено, но возможно с применением
аккумуляторов
и батарей; транспортируется просто на большие расстояния. | |||||
Чувствитель-
ность к влиянию окружающей среды |
Нечувствительность
к колебаниям температуры; взрывобезопасность;
опасность замерзания водяных паров
при высокой
влажности воздуха, высокой скорости движения и низкой температуре окружающей среды. |
Чувствительность к колебаниям температуры; источник загрязнения и пожаро- опасности при утечках. | Нечувствительность
к изменениям температуры; в опасных
условиях необходимо применение оборудования
в пожаро-
и взрывобезопасном исполнении. | |||||
Стоимость
энергии |
Высокая по сравнению с электроавтоматикой; 1 м3 сжатого воздуха с давлением 600 кПа (6 бар) стоит от 0,03 до 0,05 DM в зависимости от типа установки и степени использования воздуха. | Высокая по сравнению с электроавтоматикой. | Наименьшая стоимость энергии. | |||||
Другие свойства | Нечувствительность к перегрузкам; недопустимый уровень шума выхлопа, поэтому необходима установка демпфера. | Нечувствительность
к перегрузкам; повышенный шум насосов при высоком давлении. |
Чувствительность
к перегрузкам; нечувствительность
к перегрузкам достигается только за счет больших затрат; шум при переключении контакторов и линейных магнитов. | |||||
Безопасность
работы элементов |
Нечувствительность
к влиянию окружающей среды (пыль, влажность и т.д.) |
Очень чувствительна
к влиянию окружающей среды (пыль, влажность, электрические помехи, удары и вибрации); высокая долговечность |
Высокая нечув-
Ствительность к влиянию окружающей среды; высокая долговечность при чистом воздухе |
Высокая
нечувст-
Вительность к влиянию окружающей среды; нечувстви- тельность к степени чистоты воздуха; высокая долговечность | ||||
Быстродействие
элементов |
> 10мс | << 1 мс | > 5 мс | > 1 мс | ||||
Скорость
передачи сигнала |
Скорость
света |
Скорость
света |
10...40 м/с | 100...200 м/с | ||||
Дальность
передачи сигнала |
Практически
неограничена |
Практически
неограничена |
Ограничена
скоростью передачи сигнала |
Ограничена
ско-
ростью передачи сигнала | ||||
Габариты | Небольшие | Очень небольшие | Небольшие | Небольшие | ||||
Способы
обработки сигнала |
Дискретный | Дискретный,
аналоговый |
Дискретный | Дискретный,
аналоговый |
Таблица 3. Сравнение с другими направлениями автоматики [1]
Festo (Фесто) — международная компания (концерн) в статусе независимой семейной фирмы, производитель промышленного оборудования. Основной сферой деятельности компании является пневмоавтоматика.
Основана в 1925 году. Центральный офис расположен в Эсслинген-на-Неккаре, Германия.
Около 13 500 сотрудников во всем мире. Председатель Совета директоров: д-р Эберхард Файт. [7]
Festo производит огромное количество устройств и элементов пневмоавтоматики. Вот краткий список устройств:
- Сервопневматические системы позиционирования
- Пневматические приводы
- Перемещение и сборка
- Вакуумная техника
- Распределители
- Датчики
- Пневмоострова
- Компрессоры
- Системы управления и периферийные устройства
- Глушители
- Ресиверы [8]
Изображение 4. Фирма SMC
Компания SMC начала свою деятельность в 1959 году в Токио. Начав с производства промышленных фильтров, SMC за короткий срок стала мировым лидером в области пневматических технологий.
Высококачественные
пневматические компоненты, выпускаемые
SMC, применяются в самых
SMC Corporation неизменно
доминирует на японском рынке средств
автоматизации, занимая более 55%
рынка.
Производственные предприятия - 18 заводов - расположены по всей Японии. Сеть сбыта SMC в Японии состоит из 73 местных подразделений и более 100 дистрибьюторов
В Центре Исследований и Разработок в Цукубе работают более 1000 конструкторов и инженеров по технической поддержке
В Европе и Америке
SMC Corporation входит в тройку ведущих производителей
пневматических средств автоматизации.
На мировом рынке пневмоавтоматики SMC занимает более 25%, значительно опережая ближайших конкурентов, ежегодный объем продаж SMC Corporation составляет около 3.5 млрд долларов.
Стабильность и перспективность компании подтверждает позиция SMC в рейтинге капитализации предприятий Financial Times – SMC Corporation входит в сотню крупнейших компаний Японии и пятьсот крупнейших предприятий мира. [9]
Изображение 5.
Фирма SMC
SMC, как и Festo, производит огромное количество устройств и элементов пневмоавтоматики. Вот краткий список устройств:
- Подготовка сжатого воздуха
- Пневмораспределители
- Клапаны
- Фильтры
- Пневмодроссели
- Обратные клапаны
- Пневматические цилиндры
- Пневмоприводы
- Контрольно-измерительные приборы
- Вакуумное оборудование
- Обрудование для смазки и обдува
- Резьбовые соединения
и трубки [10]
Схема 1. Клапан быстрого выхлопа
В исходном положении лежащая деталь воздействует на распределитель с роликовым рычагом 1.4. Клапан быстрого выхлопа 1.02 изолирован от атмосферы, штоковая полость цилиндра находится под давлением, шток остается во втянутом положении.
При нажатии на кнопку 1.2 к обоим входам (X) и (Y) клапана двух давлений 1.6 поступят сигналы. "И"-условие выполняется и сигнал с выхода клапана 1.6 передается на управляющий вход 14(Z) управляющего распределителя 1.1. Распределитель 1.1 переключается, в поршневую полость цилиндра 1.0 поступает воздух под давлением и шток выдвигается. При переключении распределителя 1.1 со входа 1(Р) клапана быстрого выхлопа 1.02 снимается давление. Во время процесса выдвижения штока цилиндра из его штоковой полости вытесняется воздух, который открывает клапан быстрого выхлопа, вытекая через его канал 3(R) прямо в атмосферу. Сопротивление течению вытесняемого воздуха, которое могли бы создать (в схеме без клапана быстрого выхлопа) распределитель 1.1 и трубопроводы, пропадает. Поэтому шток может двигаться быстрее.
Если один из двух распределителей 1.2 или 1.4 освободить от воздействия, то на выходе клапана двух давлений 1.6 больше не выполняется "И"-условие. Распределитель 1.1 переключается, клапан быстрого выхлопа 1.02 закрывается и шток втягивается.