Цифрові позиціонери для виконавчих рідин

Пневматичні та гідравлічні приводи регулярно керують демпферними приводами, проточними клапанами, вакуумними регуляторами та іншими пристроями в безлічі технологічних додатків. Однак між звичайними позиціонерами з відкритим контуром та цифровими позиціонерами із закритим циклом, які використовуються в таких завданнях, може бути значний проміжок продуктивності. Проблема, пояснила Ед Стейтерманн, президент KyTronics, Prospect, Ky., Полягає в тому, що контролери відкритого циклу застосовують єдину команду управління. Без переваг зворотного зв’язку користувач може припускати лише точні результати, оскільки немає впевненості, що зусилля управління мають бажаний ефект.

На противагу цьому, керування із замкнутим циклом забезпечують точну інформацію, яка постійно протікає у циклі зворотного зв’язку від датчика процесу до передавача, контролера та приводу та назад. За допомогою цих позиціонерів ця послідовність «міряти-прийняти-діяти» починається з того моменту, як керована змінна змінюється, і не припиняється, поки не буде виконано бажану умову процесу, сказав Стютерманн.

Цифрові позиціонери із замкнутим циклом KyTronics керують пневматичними та гідравлічними обертовими чи лінійними приводами, такими як циліндри та оператори діафрагми. (Вони також можуть використовуватися з електромеханічними приводами.)

Наприклад, у пневматичних програмах вони використовують зовнішні низьковольтні електромагнітні клапани для управління потоком повітря до приводу. Це виключає кулачки, пружини, заслінки і отвори, які спричиняють проблеми з технічним обслуговуванням у звичайних електропневматичних позиціонерах. Електронний модуль порівнює сигнали контролера та положення та у разі невідповідності відкриває соленоїдний клапан для подачі потоку та швидкого переміщення приводу у встановлене положення. Це призводить до надійних показників роботи, оскільки вал приводу завжди переміщується в те саме положення у відповідь на той же сигнал, а не в положення рівноваги сили, як у звичайних позиціонерах. Таким чином, позиціонери KyTronics не впливають на несприятливі умови, такі як «стрімкість» в пускачі або коливання тиску повітря.

З іншого боку, позиціонери з відкритим контуром - це, по суті, пропорційні регулятори, де висувний клапан відкривається пропорційно зміні сигналу. Рух приводу не починається до тих пір, поки в привід не потрапить достатня кількість повітря, щоб досягти відривної сили. Це може призвести до помітних затримок, нарощування сигналу контролера, перекриття та коливань - все це може зашкодити роботі системи.

Можливість швидкого досягнення та фіксації у зазначеному положенні також має перевагу в гідравлічних додатках. Це тому, що позиціонер перешкоджає переміщенню валу приводу, незважаючи на динамічні зміни (як правило, тиск) через рідину, що протікає в системі. З іншого боку, звичайні позиціонери можуть давати положення клапана відхилятися від наміченого у відповідь на зовнішні сили.

Ключовим елементом зворотного зв’язку є датчик. Безконтактний магнітний датчик, приєднаний до валу приводу, забезпечує точний цифровий сигнал положення для управління роботою з закритим контуром, зазначив Steutermann. Пристрій використовує дискретні датчики ефекту Холла в масиві на платі кодера. Магнітна рукоятка реагує на рух валу і переміщується по масиву, щоб генерувати унікальний бінарний сигнал для кожного приросту руху. Датчики практично не застраховані від удару, і сигнали не дрейфують через знос або температуру, що ефективно виключає необхідність повторної калібрування в звичайному режимі експлуатації. Аналогічно, позиційні сигнали від лінійних перетворювачів можуть використовуватися для роботи пристроїв, як силових циліндрів.

Ще одна перевага полягає в тому, що робоча рідина не потрапляє в позиціонери, тому пил або вода не порушують роботу. Це відрізняється від звичайних позиціонерів, які потребують постійної подачі повітря для роботи, навіть коли позиціонер не рухає приводом. (Повітря, що випускається з повітря, витягується із заголовка стисненого повітря, проходить через типовий позиціонер і виводиться в атмосферу.) Це збільшує експлуатаційні витрати. Крім того, такі позиціонери мають взаємодіючі електронні, механічні та пневматичні елементи. Повітря, що протікає повітрям, містить воду, олію та бруд, які можуть забруднити ці елементи та вимагати обслуговування.

KyTronics пропонує дві основні моделі позиціонерів. Модуль DLA може бути встановлений дистанційно (до 2000 футів від клапана), щоб уникнути впливу електроніки вібраціям, перепадам температур, суворим або небезпечним середовищем. DLA відображає положення клапана, підтверджує, що привід працює належним чином, і вручну переосмислює обхід сигналу управління. Модулі MCDLU монтуються на клапан із кодером та електронікою, розміщеними в одному корпусі.

Позиціонери можуть безпосередньо регулювати та контролювати віддалені пускачі, а також клапани вимикання, з контролером процесу або без нього. Програми, що зберігаються, надають відповіді, що вибираються на місцях, такі як відмова або закриття на сигнал або втрата потужності, а також користувацькі відповіді, включаючи часткові проміжки та розділені діапазони. Як повідомляється, налаштування та калібрування є швидкими та простими.

Повторюваність становить ± 0,5%, діапазон робочої температури від -50 ° до 300 ° F, а пристрої потребують потужності 12-24 В постійного струму або 120/240 Вакууму.

DLA та MCDLU використовуються більше 15 років у різних вимогливих умовах. Більшість оригінальних блоків, зазначив Стютерманн, досі використовуються. Моделі DLA особливо підходять для жорстких умов, оскільки чутлива електроніка розташована поза ворожими або незручними місцями, наприклад, у важкодоступних місцях роботи клапана / демпфера. На приводі знаходиться тільки кодер. Наприклад, у сталевій прокатній станції кілька працювали заслінок гарячого повітря при температурі, що перевищує 100 ° F. Сигнал положення передається на віддалений контролер, розташований на відстані понад 300 футів. Процесор DLA також має діагностичні можливості для попередження та визначення проблем позиціонера або системних проблем. Інші типові програми включають використання у вакуумних швейних та сигаретних машинах.